声音科学:噪音从哪里来?

来自《大众科学》的一项听觉活动

核心概念
五感
神经科学
声波
听觉

简介
在流行的泳池游戏“马可波罗”中,一位失明的游泳者喊“马可”,当其他游泳者回应“波罗”时,他就去寻找他们。如果你尝试过,就会知道这不是一个简单的游戏。每一次的泼水声、低语或咯咯的笑声都是线索,但这些提示可能会非常具有误导性。在这个活动中,你将更多地了解你的听觉以及它是如何运作的。

背景
我们大多数人主要依赖视觉,这也是为什么当我们被迫求助于不同的感觉时会感到如此迷失方向的原因之一。尽管如此,我们的耳朵也分享了关于我们周围世界的许多重要信息。从“着火了!”的呼喊到一段轻松的旋律,你的耳朵传递有用的信号,你不会希望它们欺骗你。

声音以波的形式在空气中传播。你的耳朵经过特殊装备,可以接收和理解这些波。每只耳朵收集并引导声波,将其转化为振动。在你内耳内,微小的毛细胞对这些振动做出反应,并发送信号,你的大脑可以解码并将其解释为各种声音。但为什么我们确切地说是两只耳朵而不是一只?试试这个活动,找出答案。

材料
•    胶带(如果是在室外的人行道或路面上,则使用粉笔)
•    米尺或卷尺
•    眼罩
•    耳塞(可选)
•    一到两个发声器:发出滴答声的时钟、音乐盒、小型乐器、手机、封闭罐子里的硬币、一本书(可选)
•    铅笔和纸


关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章,请考虑订阅我们的获奖新闻,以支持我们。 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。


步骤
•    蒙住你的伙伴的眼睛,并让他或她站在中心的X上。记录或绘制你的伙伴所面对的方向,并要求你的伙伴在整个活动中保持在该位置。
•    向你的伙伴解释,你将站在房间的不同位置并说出他或她的名字。你的伙伴将猜测你在哪里(左边、右边、前面、后面)以及你站立的距离有多远。
•    当你们都准备好开始时,请你的伙伴用手捂住一只耳朵或插入耳塞。
•    站在你在房间里画的一条线上。用正常的说话声音说出你伙伴的名字。请他或她猜测你站在哪里以及距离有多远。你的伙伴猜到你站在哪里了吗?
•    在一张纸上,记录你的伙伴使用哪只耳朵,你实际站立的位置(相对于中心X的距离和方向),以及你的伙伴的猜测。
•    移动到不同的位置并重复。在房间各处的不同线上尝试,并记录你伙伴的猜测。当你离得近还是离得远时,你的伙伴更擅长猜测?你的伙伴猜测距离如何?方向呢?
•    一旦你在房间里尝试了几个地点,请你的伙伴使用两只耳朵并再次尝试上述步骤。你的伙伴用两只耳朵比用一只耳朵更擅长猜测距离吗?方向呢?你也可以在要求你的伙伴捂住另一只耳朵后尝试上述步骤。一只耳朵比另一只耳朵更擅长猜测位置和距离吗?捂住哪只耳朵有区别吗?
•    额外:尝试此活动,并改变你说你伙伴名字的声音大小。音量是否使你的伙伴更容易或更难判断距离?方向呢?低语是否比喊叫更难定位?
•    额外:不要说话,而是尝试使用会发出噪音的物体,例如滴答作响的时钟、音乐盒或手机,或者通过摇晃封闭罐子里的硬币或打开并快速合上一本精装书来使用自制发声器。发声器与声音相比如何?是否有些声音比其他声音更难定位?当你的伙伴完全静止不动时尝试此活动,然后允许你的伙伴移动他或她的头部。头部转动或倾斜有区别吗?
•    与你的伙伴交换位置,并比较你的发现!



观察和结果
在识别距离和方向方面,两只耳朵比一只耳朵更好吗?当你和你的伙伴彼此靠近时,用一只耳朵猜测方向是否更困难?

每只耳朵接收的信息都会发送到你的大脑。由于你的耳朵不是并排的,它们接收的信息不同。如果有人站在你的左边拍手,你的左耳会比你的右耳更快地接收到这个声波。此外,在你的左耳中,拍手声会比在你的右耳中听起来更大。你的大脑利用这些差异来更好地理解声音来自哪里。这也可以解释为什么——你可能已经注意到——即使你同时使用两只耳朵,也很难分辨出直接在你前面或后面的声音之间的区别。当声源与两只耳朵的距离完全相等时,它们接收到的信息非常相似,你的大脑对于声源可能在哪里几乎没有线索。

清理
如果在室内,请从地板上取下胶带。

更多探索 来自《大众科学》的 研究发现一只耳朵不像另一只耳朵 来自儿童神经科学的我们的听觉
霍华德·休斯医学研究所的听觉空间脑图
来自KidsHealth的你的耳朵
来自How Stuff Works的听觉如何工作

 

© . All rights reserved.