关键概念
感官
声波
听力
耳朵解剖
物理学
生物学
引言
您是否曾对附近微弱的噪声感到困惑，试图找出它是什么？也许您转动头部或用手捂住耳朵后面，希望能更好地听到声音。如果我们能把这个“杯子”做大呢？一些动物知道答案。许多听力出色的动物都有大耳朵。例如，薮猫（一种非洲野猫）可以听到老鼠在地下蠕动。蝙蝠依靠声音在黑暗中导航，它们的小脑袋上也有出了名的大耳朵。
在这个活动中，您将设计和测试自己的类似耳朵的“助听器”，从动物的耳朵中寻找有关如何改善听觉的线索。
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背景
声音以压力波的形式在空气中传播。在这些波进入您的耳道（头部两侧的孔）后，内耳（头部内部的部分）会开始工作。它将声波转换为神经信号（一种代码），然后将其发送到大脑进行处理。只有这样，您才能听到声音。
似乎内耳完成了大部分工作，那么为什么头部两侧伸出的耳朵延伸部分会存在呢？事实证明，这些部分（也称为耳廓或耳壳）就像漏斗一样：它们收集、放大并将声波引导到耳道。
耳廓不是随意产生的。以人类的耳廓为例。它的弯曲和褶皱专门增强了人类声音的典型音调，即人类关心的声音。它们将这些声音放大 100 倍，而让其他音调不受影响。换句话说，这是一个方便的内置聆听工具，可以减少背景噪音。
人类的耳廓还有助于确定声音方向。来自前方和侧面的声音被耳廓增强，而来自后方的声音则被减弱。这导致我们的两只耳朵接收到的音量略有不同。加上到达时间上的差异，这有助于我们推断声源的位置。
现在您对人类的耳廓有了一点了解。但是，拥有动物的耳廓会是什么感觉呢？巨大的耳瓣（例如大象的耳瓣）会改善我们的听力吗？也许我们可以尝试旋转的杯状耳廓？巨大的锥形耳廓呢？
材料
厚实的彩纸
剪刀
胶带
带有扬声器或耳机的收音机、CD 播放器或其他音乐设备（耳塞不适合此活动。）
两个纸盘（可选）
记号笔或其他装饰材料（可选）
准备
要准备，您将创建两到三种类型的耳廓。耳廓是耳朵从头部侧面伸出的部分的科学名称。
首先，制作一对锥形耳廓，也称为耳号。将一张厚实的彩纸卷成一个宽锥形。一侧应有一个足够小的孔，可以放在您外耳的耳道附近。（为避免受伤，请勿将任何东西插入您的耳道内。）使用胶带固定锥形。制作第二个相同的锥形，以完成您的一对耳号。
对于第二对，制作像大象那样的宽而松软的耳廓。将两张厚实的彩纸叠在一起，修剪边缘以制作出两个类似大象耳朵的形状。
可选：通过从纸盘上剪下一个三角形来制作杯状耳朵。想象一下，如果您的盘子是一个圆形蛋糕，您将切掉四分之一的蛋糕并丢弃该部分。将较大部分的两个切边握在一起或用胶带粘在一起会形成一个孔，从而制作出一个可以戴在耳朵上的漂亮的杯状耳廓。为您的另一只耳朵制作第二个相同的耳廓。由于您会将这些耳廓戴在耳朵周围，因此您可能需要用胶带盖住切边。
可选：装饰耳廓。
步骤
将收音机、CD 播放器或其他带有扬声器的音乐设备调到低音量，以便您几乎听不到声音。如果您使用耳机，请将其放在桌子上并将音量调高，以便您可以在不佩戴的情况下听到微弱的声音。站靠近扬声器或耳机，一只耳朵朝向它。留出足够的空间，以便您可以在耳朵和扬声器或耳机之间放置一个耳号。听听声音。听起来怎么样？微弱、几乎听不到吗？
将耳号放入您的耳朵，使小孔位于外耳中，靠近耳道。将一个锥形的开口端指向扬声器或耳机。将另一个锥形指向相反的方向（远离扬声器或耳机）。您的头部应与第一步中的位置大致相同。听听噪音。这次听起来怎么样？是稍微响亮还是微弱？您还能听到声音吗？如果声音变大，则稍微调低音量，直到您几乎听不到声音。取下耳号，再次聆听。在没有锥形的情况下，您还能在相同的距离听到声音吗？
将耳号放回原位，使小孔指向您的耳道，并且其中一个开口指向扬声器。进行测试，以确保您仍然可以听到声音。现在转动您的头部，以便您看着扬声器，并且耳号指向两侧。这次听起来怎么样？您仍然可以检测到声音吗？
要测试杯状耳廓听起来像什么，请将您的手掌放在耳廓周围，稍微向前弯曲它们。在您看着扬声器的同时，聆听微弱的噪音。手掌是否帮助您听到声音？哪个手势最能增强声音？
动物经常会调整它们的耳朵。您认为调整您的杯状耳廓会有所不同吗？为了测试这一点，让您杯状的手掌指向声源，然后向下，然后向后（远离声源）。特定的姿势是否能帮助您更好地听到微弱的声音？
一些动物有巨大、松软的耳朵。您认为这有助于他们听得清楚吗？为了测试这一点，请将宽而松软的耳廓（那些看起来有点像大象耳朵的耳廓）放在您的外耳后面，以便它们延伸您的耳廓。听听声音。听起来怎么样？您是否需要调整音量才能使其微弱地可检测到？转动您的头部以测试所有方向。这些操作是否帮助了您的听力？
因为耳廓是耳朵的一部分，我们倾向于将它们与听力联系起来，但是也许动物进化出特定的耳廓是为了在其他方面帮助它们。您能否提出动物可能拥有大耳廓的其他原因？
附加：以测试手掌杯状耳廓的相同方式测试您的杯状纸盘耳廓。
附加：为了更具创意，让我们混合搭配外耳。如果将右侧的大象式耳廓与左侧的耳号结合在一起会发生什么？如果将您的右手掌向前围绕一只耳朵，而将您的左手掌向后围绕另一只耳朵会发生什么？闭上眼睛，仔细聆听。音量如何变化？您也可以猜测声音的方向吗？
附加：在书中、互联网上或在您亲自遇到动物时，观察现实生活中动物耳朵的形状、位置和方向。您认为它们的耳廓的特征如何帮助该动物？这些耳廓是否会执行听力以外的其他任务？
附加：使用您最好的设计进行噪声检测探索。您可以检测到多少种不同的声音？您可以定位它们来自哪里吗？您可能会惊讶地发现，只需集中注意力并仔细聆听，您就可以检测到多少种噪声。
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观察和结果
当宽的部分或杯子指向声源时，耳号和杯状耳廓是否改善了您的听力，而当它们指向其他位置时，是否降低了您的听力？这是预料之中的，因为耳廓充当声波的漏斗。更大的漏斗（如耳号或手掌杯状）会收集更多的声波，因此您可以更好地听到声音。但是，由于它们很大，它们也可能会阻碍声音到达您的耳道。这就是为什么当您转动头部或向后（远离声源）捂住手时，它们会使声音显得微弱。
大而松软的大象式耳朵可能并没有增强您拾取声音的能力。它们的一种非听力用途是帮助动物降温。这些耳朵充满了准备释放身体热量的小血管。人类通过出汗来降温。虽然大而松软的耳朵很有用，但它们通常不适合作为助听器。
与人类不同，许多动物可以故意移动它们的耳朵（不仅仅是摆动）。一些动物（例如马）甚至可以独立移动每只耳朵。它们根据需要指向杯状耳朵，以增强声音并定位声源。您的大脑没有经过训练来使用移动的耳朵，因此在测试不同的方向时，您可能会感到有些困惑，无法很好地识别声源。当您结合不同类型的耳廓时，也可能发生类似的困惑。要有效地使用这些新的耳廓，您需要佩戴它们一段时间以重新训练您的大脑。
人类的耳廓通过选择性地放大与人声相似的音调的声音，来帮助你专注于感兴趣的声音。你制作的耳廓过于简单，无法放大特定的音调，但动物的耳朵或助听器可以做到。当声音被处理时，你的大脑会进一步帮助你忽略背景噪音。你的噪音检测任务可能会让你注意到一些有趣的声音，那些你通常会忽略的声音。你设计的耳廓可能仍然非常有助于检测和定位微弱的声音。
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本活动由科学伙伴合作呈现
