蔡建宏
八年級《物理》(人教版)上冊第18頁的“科學世界”中向我們介紹了什么是雙耳效應.
人為什么長兩只耳朵呢?人長兩只耳朵可以幫助我們確定聲源的位置.聲音從聲源處傳到我們耳朵時,并不是同時到達我們兩只耳朵的.若聲源在人的左邊,聲音就會先到達左耳,再到達右耳,所以兩只耳朵收到聲音的先后、強弱都不會完全相同,靠這種差別我們能確定聲源的位置了,這就叫雙耳效應.
兩只耳朵之所以能夠判斷聲源的方向,有三方面的原因:①對同一聲音雙耳感受到的強度不同,距聲源近的那只耳朵聽到的聲音響度大,例如聲源在右方,則右耳聽到的聲音就比左耳強.這種響度的差別,在實踐中就形成了辨別方向的感覺.②對同一聲音,雙耳感受到的時間有先后不同.距聲源近的那只耳朵聽到的聲音先到達,時間差別越大,聲音越易辨別,聲音的方向感越準確.③對同一聲音,雙耳感受到的振動步調有差別.由于聲音傳到兩耳有時間差別,因而兩耳感受到的振動步調也就不同,同樣也會引起方向感,不過這種情況對低頻聲音較為有效.
如果你能做這樣一個實驗,你會發(fā)現(xiàn)新的問題:一個同學被蒙上眼睛時,另一個同學在他的正前方拍手,被蒙上眼睛的同學卻感覺聲音是從他的正后方傳來的.另外的同學被蒙上眼睛時,也很容易出現(xiàn)這樣的錯誤.兩只耳朵都沒有堵住,為什么不能辨別聲音位置呢?難道雙耳效應是錯誤的嗎?
如果你在因特網上查閱鳥類資料,你會發(fā)現(xiàn)如右圖所示的一張貓頭鷹的圖片,仔細觀察,貓頭鷹的兩只耳朵不是和人一樣對稱地長在頭的兩側的,而是一只耳朵比另一只耳朵低,這樣它高居在樹上就可以很準確地判斷低處的某種聲音的位置.這又是什么原因呢?
對同一聲源能準確地辨別方向,其原理是:離聲源比較近的耳朵先聽到聲音, 聽到聲音的強度也比較大,這種到達雙耳的時間差異、強度的差別, 經過大腦加工形成辨別方向的感覺.如果聲源出現(xiàn)在人的正前方或正后方,由于聲源到達兩個耳朵的時間、強度都沒有差別,人就無法分辨出聲音的位置了.因此,要判斷出正前方或正后方的聲音,必須把頭側過來.貓頭鷹的兩耳不對稱地長在頭的兩側,即使聲源出現(xiàn)在正前方或正后方,聲音到達兩耳的時間、強度也不同,所以貓頭鷹能在黑夜中準確判斷田鼠的位置,將其抓獲.
正是由于耳朵的特殊功能和完美的位置而產生雙耳效應,我們在劇場欣賞交響樂時,才能辨別出不同樂器在舞臺上的不同位置,產生“立體感”.
責任編輯 程 哲