人类工程学-第二章：人体感知.ppt

人的听觉器官是耳，人耳的构造，主要分三大部分：外耳、中耳、内耳，如图2—15所示。 2.5.1听觉器官和听觉过程2.5.1.1听觉器官 a、外耳 包括耳廓和外耳道，有保护耳孔，集声和传声的作用。 b、中耳 包括鼓膜和鼓室，鼓室中有三块听小骨——锤骨、镫骨，它们由关节连接成一个杠杆联动系统一听骨链。锤骨的长轴与鼓膜相连、镫骨底面积附着在内耳耳蜗的卵圆窗上，另外还有一条通向候部的耳咽管，其主要功能是维持中耳内部和外界气压的平衡及保持正常听力。鼓膜和所骨链是主要的传音装置。 c、内耳 包括耳蜗、前庭和半规管。耳蜗是听觉感受器的所在部位，为螺旋状的骨性管，内充满淋巴液，耳蜗内的基底膜上的科蒂氏器含有感受声波刺激的毛细胞，是听觉感受器。 人耳的听觉过程在正常情况下，一般认为有以下三个阶段： 1、将空气中的声波转变为机械振动，耳廓将收集到的外界声波，经外耳道传至鼓膜，引起鼓膜与声波发生同步振动。 2、将机械振动转变为液体波动，鼓膜的振动将推动中耳内起杠杆传动作用的听骨链，经放大后通过卵圆窗进入内耳，引起耳蜗内淋巴液的波动。 3、将耳蜗内淋巴液的波动转变为神经冲动。这些波动引起基底膜的振动，从而使科蒂氏器官内所含的毛细胞受到刺激而发动神经冲动。冲动经耳蜗听神经最后传至大脑皮质颞叶听觉中枢，产生听觉。 2.5.1.2听觉过程 人的听觉系统可以分辨声音的高低、强弱也可以判断环境中声音的方位和距离。 2.5.2.1听觉的物理特性 可听声主要取决于声音的频率，具有正常听力的青少年（年龄在12—25岁之间）能够觉察到的频率范围大约是16～20000Hz。一般人的最佳听闻频率范围是20～20000Hz。对于1000Hz～4000Hz频率的声波，人的感受性最高。 人耳对声音频率的感觉很灵敏，对于500～4000Hz的声波，频率相差3%就能分辨出来。人对声强的辨别能力不如对频率灵敏，只有当一声音比另一声音增加26%或声压增加12%时，才能辨别出来。 人耳能分辨高低不同的音调，当不同的声波传到基底膜时，会产生不同的共振，低音可使基底膜上的长纤维产生共振，高音可使短纤维产生共振。不同纤维上的听觉细胞产生的兴奋，沿不同神经纤维送到大脑皮质的不同部位，因而产生高低不同的音调感觉。 人耳之所以能判断声音的方位，关键在于“双耳效应”或称立体声效应，这是由于声源发出的声音到达两耳的距离不同，传播途中屏障条件不同。因此，传入两耳的声波强度和时间先后也不同。当通常的听闻声压级为50～70dB时，这种效就基本上取决于下列条件： 1、时差△t0 -- t2 -t1为声音从声源到达其距离较近的那个耳朵所需要的时间，t2为同一声音到达距离较远的那只耳朵所需的时间。实验结果表明，从听觉上刚刚可觉察到的声信号入射的最小偏角为3°，在此情况下的时差△t约为30微秒。 2、由于头部的掩蔽效应，结果造成声音频谱的改变。接近声源的那只耳朵几乎收到形成完整声音的频率成分；而到达较远那只耳朵的是被“畸变”了的声音，尤其是中频与高频部分多少受到衰减。 2.5.2.2方向敏感度 我们在生活中经常会有这样的经验，强的声音会掩盖另一个弱的声音，尽管弱的声音的声强也远远超过了听阈，但还可能听不见。另外当我们听两个音调很接近的声音时，所听到的不再是两种频率的声音，而是被低频调制了的单频声音。调制频率等于原来两种频率之差，这说明人耳里一定有非线性反应。 因此，我们把一个声音为另一个声音所掩盖的现象，称为掩蔽。一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应，称为掩蔽效应。应当注意由于人的听阈的复原需要经历一段时间，掩蔽声去掉以后，掩蔽效应并不应即消除，这个现象称为残余掩蔽或听觉残留。其量值可用来表示听觉疲劳。掩蔽声对人耳刺激的时间和强度直接影响人耳的疲劳持续时间和疲劳程度，刺激时间越长则疲劳越严重。 2.5.3掩蔽效应 2.6.1肤觉 肤觉是靠皮肤表面的感受器接受外来刺激而产生的感觉。事实上，肤觉并非单一感觉，而是包括触觉、痛觉、温觉、冷觉等感觉。下面分别简略说明。 2.6.1.1触觉 触觉也称压觉或触压觉，是皮肤表面承受物体压力或触及物体时，所产生的一种感觉。因此，触觉的产生，因情形不同而又分为两种：一为被动触觉，由外界物体置于皮肤上所产生的压力引起的感觉；另一种为主动触觉，它是人以肢体主动接触物体时产生的感受。以同一物体对人的接触对象来看，主动触觉比被动触觉更为灵敏。 2.6其他感觉机能及特征 引起触觉的刺激强度，因身体各部位的敏感度的差异而不同，对皮肤施适当的机械刺激，在皮肤表面下的组织将引起位移，在理想的情况下，小到0.01mm的位移，就是够