האוזן והשמיעה
ממיר רטט לצליל - 15,000 תאים שעירים מזהים גלי קול
איך אנחנו שומעים?
האוזן שלכם היא ממיר מדהים - היא לוקחת את הרטט הזה והופכת אותו לאותות חשמליים שהמוח שלכם יכול להבין.
3 חלקים עובדים ביחד:
• אוזן חיצונית - אוספת גלי קול
• אוזן תיכונה - מגבירה את הרטט פי 20!
• אוזן פנימית - ממירה רטט לאות חשמלי
מסלול הקול באוזן - מרטט לשמיעה
בואו נעקוב אחרי גל קול מהרגע שהוא נכנס לאוזן ועד שהמוח שלכם מזהה אותו!
שלב 1: אוזן חיצונית (Outer Ear)
גלי הקול נכנסים דרך התנוך (החלק החיצוני של האוזן)
התנוך עובד כמו משפך - אוסף גלי קול ומכוון אותם
גלי הקול עוברים דרך תעלת האוזן (ear canal) - צינור באורך 2.5 ס"מ
שלב 2: עור התוף (Eardrum)
גלי הקול פוגעים בעור התוף - קרום דק ורגיש
עור התוף רוטט בדיוק באותה תדירות של גל הקול!
• קול חזק = רטט גדול
• קול חלש = רטט קטן
• תדר גבוה (צליל גבוה) = רטט מהיר
• תדר נמוך (צליל נמוך) = רטט איטי
שלב 3: אוזן תיכונה - 3 העצמות הקטנות ביותר בגוף! (Middle Ear)
הרטט עובר ל-3 עצמות זעירות המחוברות זו לזו:
1. פטיש (Malleus) - צמוד לעור התוף
2. סדן (Incus) - עצם אמצעית
3. רכב (Stapes) - העצם הכי קטנה בגוף (3 מ"מ)!
העצמות עובדות כמו מערכת מינוף - הן מגבירות את הרטט פי 20!
למה צריך הגברה?
כי האוזן הפנימית מלאה בנוזל - קשה יותר להזיז נוזל מאוויר!
בונוס: צינור אוסטכיוס (Eustachian Tube)
מחבר את אוזן תיכונה לגרון
משווה לחץ אוויר משני צידי עור התוף
זו הסיבה שאוזניים "נפתחות" כשמפהקים בטיסה!
שלב 4: אוזן פנימית - הקוכליה (Inner Ear - Cochlea)
הרכב דופק על הקוכליה - מבנה בצורת חלזון מלא בנוזל
הרטט גורם לנוזל בקוכליה לגלי תנועה (כמו גלים בבריכה)
בתוך הקוכליה יש איבר קורטי (Organ of Corti)
בו נמצאים 15,000 תאים שעירים (hair cells)!
כל תא שעיר יש לו שערות זעירות (stereocilia) שבולטות כלפי מעלה
כשהנוזל רוטט, השערות מתכופפות
כיפוף השערות פותח תעלות יונים ויוצר אות חשמלי!
עובדה מדהימה:
• תאים שעירים בתחילת הקוכליה רגישים לתדרים גבוהים (צלילים גבוהים)
• תאים שעירים בסוף הקוכליה רגישים לתדרים נמוכים (צלילים נמוכים)
• הקוכליה עושה ניתוח תדרים - מפרידה כל צליל לרכיבים!
שלב 5: עצב השמיעה (Auditory Nerve)
האותות החשמליים עוברים דרך עצב השמיעה למוח
שלב 6: המוח
המוח מקבל את האותות ומזהה אותם כצליל!
המוח גם מפענח מה הצליל - דיבור? מוזיקה? רעש?
האוזן היא מערכת הגברה והמרה מדהימה - היא לוקחת רטט של אוויר ומגבירה אותו פי 20, מפרידה אותו לתדרים, והופכת אותו לאות חשמלי שהמוח מבין!
מבנה האוזן
העבירו את העכבר מעל חלקי האוזן לפרטים נוספים
3 חלקי האוזן - כל אחד עם תפקיד ייחודי
אוזן חיצונית
מרכיבים:
• תנוך (pinna)
• תעלת האוזן
• עור התוף
תפקיד:
לאסוף גלי קול ולהעביר לאוזן תיכונה
אוזן תיכונה
מרכיבים:
• פטיש (malleus)
• סדן (incus)
• רכב (stapes)
• צינור אוסטכיוס
תפקיד:
להגביר את הרטט פי 20 ולהעביר לקוכליה
אוזן פנימית
מרכיבים:
• קוכליה
• תאים שעירים
• איבר קורטי
• עצב שמיעה
תפקיד:
להמיר רטט לאות חשמלי ולשלוח למוח
טווח השמיעה האנושי
תדר (Frequency):
• אנשים שומעים בין 20 הרץ (צליל נמוך מאוד) ל-20,000 הרץ (צליל גבוה מאוד)
• תדר = מספר רטטים בשנייה (Hz)
• דיבור: 85-180 הרץ (גברים) / 165-255 הרץ (נשים)
עוצמת קול (Volume):
• נמדדת בדציבל (dB)
• 0 dB = סף השמיעה (הצליל השקט ביותר שאנשים שומעים)
• 120 dB+ = סף הכאב (פגיעה לאוזן!)
דוגמאות:
• לחישה: 30 dB
• שיחה רגילה: 60 dB
• אוזניות בווליום מלא: 100-110 dB ⚠️
• קונצרט רוק: 110-120 dB ⚠️
• מטוס ממריא: 130 dB 🚨 (פוגע!)
מי שומע טוב יותר?
בני אדם
טווח: 20-20,000 Hz
שמיעה מיטבית: 2,000-5,000 Hz (טווח הדיבור)
יכולות מיוחדות:
• זיהוי דיבור מורכב
• הבנת מוזיקה
• קליטת רגשות בקול
דוגמה: התפתחנו לשמוע {b}דיבור{/b} היטב!
כלבים
טווח: 40-60,000 Hz
שומעים תדרים גבוהים שאנחנו לא יכולים!
דוגמה:
שריקת כלבים (dog whistle) היא בתדר 23,000-54,000 Hz - כלבים שומעים, אנשים לא!
דוגמה: זו הסיבה שכלב מגיב לשריקה שאתם לא שומעים
עטלפים
טווח: 2,000-110,000 Hz (!)
שומעים תדרים גבוהים במיוחד
שימוש:
אקולוקציה (echolocation) - פולטים קולות גבוהים ושומעים את ההד כדי "לראות" בחושך
דוגמה: עטלפים "רואים" באוזניים!
פילים
טווח: 1-20,000 Hz
שומעים תדרים נמוכים שאנחנו לא יכולים!
שימוש:
תקשורת למרחקים - פולטים קולות נמוכים (infrasound) שעוברים קילומטרים
דוגמה: פילים מתקשרים במרחק של 10 ק"מ!
שאלה לחשיבה
למה אוזניים "נסתמות" (מרגישות מלאות) כשטסים במטוס או נוסעים בהר?
התשובה: בגלל שינוי לחץ אוויר!
מה קורה?
1. כשעולים בגובה - הלחץ מחוץ לאוזן יורד
2. הלחץ בתוך אוזן תיכונה נשאר גבוה
3. עור התוף נדחף החוצה (כי הלחץ בפנים גבוה יותר)
4. התוצאה: תחושת "סתימה" ושמיעה לא טובה
הפתרון: צינור אוסטכיוס!
כשמפהקים או בולעים:
• צינור אוסטכיוס נפתח
• אוויר עובר בין אוזן תיכונה לגרון
• הלחץ משתווה משני צידי עור התוף
• האוזן "נפתחת"!
זו הסיבה שממליצים ללעוס מסטיק או לינוק סוכריה בטיסה!
צוללנים עושים "איזון אוזניים" (equalization) בדיוק מאותה סיבה - הלחץ במים משתנה!