核心概念
声音
频率
音调
听力
简介
有没有想过为什么有些成年人随着年龄的增长听力会下降？听力损失往往随着年龄的增长而变得更加严重。但是，听力损失是否会导致所有声音听起来都均匀地变小，或者某些声音会比其他声音更难听到？
最近，一些安保公司开始制造一种机器，旨在发出一种令人讨厌的声音，以阻止青少年在商店外闲逛。青少年被有效地驱赶，但许多成年人根本听不到这种声音！当一些孩子意识到他们可以通过将这种声音变成铃声来反制他们的长辈时，事情变得更加有趣。拥有这种铃声的学生可以在课堂上接收短信通知，而许多老师或管理人员却毫无察觉。
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在这个实验中，我们将找出哪些志愿者能够听到这个声音频率。我们还将探讨为什么有些听众可以轻松听到它，而另一些听众却只能感觉到寂静的生物学基础。
背景
声音是由压力波构成的，这些压力波在它们所传播的介质（在我们的例子中是空气）中，以一定的频率或速率在压缩和拉伸之间振荡或交替。声波振荡的频率越高，当该波撞击您的耳膜时，您听到的声音的音调就越高。您的大脑对音调的感知取决于您的耳膜每秒感知到的压缩变化次数。产生标准哨子声音的波以相对较高的频率振荡，因此产生的声音音调非常高。卡车引擎的隆隆声是由低频振荡产生的，因此我们听到的是非常低音调的声音。
人类天生就能听到很宽的频率范围，但我们当然不能听到一切，尤其是频谱高端的声音！想想狗哨，犬类可以听到，但我们不能。这是因为狗的耳朵已经进化到可以检测到如此高频的声音。同样，最近发现大象使用我们无法听到的超低频声音进行远距离交流。
材料
• 带扬声器的笔记本电脑或 mp3 播放器
• 可以从美国国家公共广播电台网站下载的蚊子声音铃声文件。
• 几位志愿者。尽量包括尽可能广泛的年龄范围，包括 25 岁以下和以上的人。
• 纸
• 铅笔或钢笔
准备工作
• 下载 NPR 蚊子声音文件。
• 将声音加载到您设备上的音乐播放器中。确保设备的扬声器已打开。
步骤
• 为自己播放声音。你能听到吗？
• 为每位志愿者播放声音。请每位志愿者口头确认他或她是否能够听到该声音。
• 记录您的结果—志愿者的年龄以及他们是否能听到该声音。您注意到志愿者的年龄与他们听见声音的能力之间有什么关系？您认为这些数据表明了什么？
• 额外：测试尽可能多的志愿者。您测试的志愿者越多，您就越能获得关于听力损失如何随着年龄增长而进展的启发性数据。使用您的数据，您能找出制造商预期的听见声音的年龄阈值吗？
• 额外：在网上搜索其他高频声音的样本。尝试在 YouTube 上收听这些千赫 (kHz) 的频率：16 kHz 和 15 kHz。（确保通过单击齿轮图标将声音质量更改为高清 720p，这样这些高频声音就不会被 YouTube 的音频压缩过滤掉）。如果您的任何志愿者在您播放蚊子声音时都听不见，请找出他们是否可以听到这些声音。他们能听到吗？记录您的结果。通过查看您的数据，您能估算出蚊子声音的频率（以 kHz 为单位）吗？
• 额外：如果您自己能够听到蚊子声音，您可以通过逐步收听频率更高的声音来测试您听到高频声音的绝对极限。如果您听不到蚊子声音，您仍然可以从较低的频率开始逐步提高来测试您的极限。YouTube 的 12 kHz 频率可能是开始的好声音。
观察和结果
您的结果可能会有所不同，但您可能会发现年龄较大的志愿者检测到蚊子声音的频率较低。20 岁出头的志愿者应该能够听到该声音。十几岁的志愿者和儿童志愿者应该能够轻松听到该声音。
声音的频率以赫兹 (Hz) 或每秒周期数来衡量。一千赫等于 1,000 赫兹。普通成年人能够听到 0.02 到 16 kHz 之间的声音。蚊子声音的频率为 17.4 kHz，这使得某些人群很难听到它。难怪—您听到的录音产生的声波以每秒 17,400 次的速率压缩和拉伸空气。这就是您听到的声音，如果您能听到的话！
年龄较大的群体可能难以听到蚊子声音，因为随着年龄的增长，我们听到高音调频率的能力会减弱。这个过程被称为老年性耳聋，有时最早在 18 岁的人身上就可以观察到。老年性耳聋是由于我们耳朵中的细胞自然老化而发生的，因此无需惊慌。老年性耳聋与噪声引起的听力损失非常不同，后者是由于急性或持续暴露于非常大的噪声引起的。例如，当您在非常吵闹的音乐会上时，您耳朵中的毛细胞会过度刺激。身体会通过向耳朵的这个区域输送氧气来做出反应，从而导致氧化性细胞死亡。奇怪的是，噪声引起的听力损失通常会使听低频声音（例如 3 kHz 到 6 kHz 之间的声音）变得更加困难，而老年性耳聋通常会逐渐削弱我们听到一般较高频率声音的能力。
老年性耳聋是不可避免的，但是您可以采取措施避免噪声引起的听力损失，例如在音乐会上佩戴耳塞并将耳机的音量保持在合理的水平。
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