O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI SOG‘LIQNI SAQLASH VAZIRLIGI
TOSHKENT TIBBIYOT AKADEMIYASI
BIOTIBBIYOT MUHANDISLIGI, INFORMATIKA VA BIOFIZIKA
KAFEDRASI
Tibbiy biologiya fakulteti 2-kurs 202 A-guruh talabasi
Rajabaliyeva Sug'diyonaning“Tibbiy va biologik fizika” fanidan
"Tovushning fizik xossalari"mavzusidagi bajargan
MUSTAQIL ISHI
Qabul qildi:Sobirjon Abdusamad
MUNDARIJA
Kirish
Tovushning eng asosiy mohiyati shundaki, u ham yorug‘lik kabi axborot manbai hisoblanadi. Tabiat tovushlari, atrofimizdagi odamlarning gaplari, ishlab turgan m ashinalarning shovqini bizga ko ‘p m a’lumotlarni beradi.Tovushning odam uchun qanchalik ahamiyatga ega ekanini bilish uchun (vaqtincha) quloqni berkitib, o'zingizni tovush
qabul qilish imkoniyatidan mahrum qilish yetarlidir.Tabiiyki, tovush odam ichki organlarining holati to‘g‘risida ma’lumot beruvchi manba ham bo‘lishimumkin.
Eshituv sistemasi tovush to‘lqinlarini qabul qiluvchi priyomnikni bevositabosh miya bilan bog‘laydi.
Kibemetika tushunchalarini qo‘llanib, eshituv sistemasi qabul qiladi, qaytadan ishlaydi va ma’lumotni uzatadi deb aytish mumkin. Eshituv fizikasini ko'rib chiqish uchun butun eshituv sistemasidan tashqari, o‘rta va ichki quloqni ajratamiz.Tashqi quloq 1 quloq suprasidan va 2 tashqi eshitish yo‘lidan iborat.
Odamda quloq suprasi eshituvni ta'milashda jiddiy rol o'ynamaydi. U sagittal tekislik bo'yicha joylashgan holda, uni tovush manbaiga tomon yo'- naltirishga imkon beradi. buning ma'nosini tushuntiraylik. Tovush manbaidan quloq suprasiga tushadi. Manbaning vertikal tezlikdagi joylashishiga qarab, tovush to'lqinlari quloq suprasida, uning spetsifik tuzilishiga bog'liq holda turlicha difraksiyalanadi. Bu esa eshitish yo'liga tushayotgan tovush to'lqinlari spektral tarkibini turlicha o'zgartirishga olib keladi. Odam tajriba tufayli tovush manbai tomon o'z yo'nalishini oʻzgartirsa (8.9- rasm, A , B va D yo'nalishlar), tovush to'lqinlarining spektri
Ikkita tovush qabul qilish sistemasiga (quloqlarga) ega bo'lgan odamlar va hayvonlar tovush manbaiga tomon yo'nalish gorizontal tekislikda ham (binaural effekt, 8.10-rasm) o'zgartirishga qodirdir. Buning sababi shundaki, tovush manbadan quloqlargacha turlicha masofani bosib o'tgan uchun o'ng va chap quloqlar suprasiga tushayotgan to'lqinlar orasida fazolar farqi paydo bo'ladi. Bu yo'llar farqi (8) va fazalar farqi (A) orasidagi bog'lanish 24.1-§da yorug'lik interferensiyasini tushuntirishda keltirib chiqarilgan.Agar tovush manbai odamning yuzi
roʻparasida turgan bo'lsa, unda 8 = 0, Δφ= 0 bo'ladi, agar tovush manbai quloq suprasining bir tomoni qarshisida joylashgan bo'lsa, u holda ikkinchi quloq suprasiga tovush kechikib yetib keladi.
Gorizontal tekislikda tovush m anbai tomon turli yo‘nalishlarga quloq
suprasiga kelayotgan tovushlarning (yo‘llar ayirmasi) 8 = 0,15 m chastota
v = 1 kGs bo‘lganda) 0° dan 180° gacha bo'lgan fazalar farqi mos keladi.
Normal eshitish qobiliyatiga ega bo‘lgan odam, tovush manbaiga nisbatan quloq
suprasining burilishini 3° gacha aniqlikda seza oladi, bunda fazalar farqi esa 6°
ga mos keladi. Shu sababli aytish mumkinki, odam fazalar farqi 6° gacha
o‘zgaradigan tovushlami farqlash qobiliyatiga ega.
Asosiy qism
Tovush to'lqini tashqi eshitish yo'li 2 orqali o'tadi va nog'ora pardadan qisman qaytadi. Tushayotgan va qaytayotgan to'lqinlarning interferensiyasi natijasida akustik rezonans yuz berishi mumkin. Bu hol to'lqin uzunligi tashqi tovush yo'li bo'lganda yuz beradi .
Odam qulog'ida eshitish yo'lining uzunligi taxminan 2.3 sm; demak,akustik rezonans chastota bo'lganda vujudga keladi.
O'rta quloqning eng muhim qismlaridan biri nog'ora parda va va eshitish suyakchalari: bolg'acha 4, sandon 5, uzangi 6 va ularga tegishli muskullar, paylar va bog'lovchilar hisoblanadi. Suyakchalar mexanik tebranishlarning tashqi quloq havo muhitidan ichki quloq suyuqlik muhitiga uzatilishini amalga oshiradi. Ichki quloq suyuqlik muhitining to'lqin qarshiligi taxminan suvning to'lqin qarshiligiga teng. Yuqorida ko'rsatilgandek tovush to'lqinlarining havodan to'g'ridan-to'g'ri suvga o'tishida tushayotgan to'lqin intensivligining faqat 0,122%igina suvga uzatiladi. Bu juda oz, albatta. Shuning uchun o'rta quloqning vazifasi ichki quloqqa tovush intensivligini ko'proq o'tkazishga yordam qilishdan iborat. Texnika tili bilan aytganda, o'rta quloq havoning va ichki quloq suyuqligi to'lqin qarshiliklarini bir-biriga moslashtiradi.
Olrta quloq tashqi tovushning bosimini ichki quloqqa shunday darajada
oshirib uzatar ekan.O i’ta quloqning vazifalaridan biri tovush intensivligi katta bo‘lganda uzatilayotgan tebranishlarni kuchsizlantirishdir. Bu esa o‘rta quloq suyakchasi muskullarinnig reflektorli bo‘shashi tufayli amagla oshiriladi. 0 ‘rta quloq atmosfera bilan eshitish (yevstaxiyev) nayi orqali birlashtiriladi.Tashqi va o‘rta quloq tovush o‘tkazuvchi sistemalarga kiradi. Ichki quloqtovush qabul qiluvchi sistema hisoblanadi.
Ichki quloqning asosiy qismi spiral shaklida buralgan chig‘anoq bo‘lib,
mexanik tebranishlarni elektr signallariga aylantirib beradi. Ichki quloqqa
chig‘anoqdan tashqari eshituv funksiyasiga taalluqli bo‘lmagan vestibular apparat kiradi.Odam chig‘anog‘i suyak m oddasidan iborat, uzunligi 35 mm konusshaklidagi spiral bo‘lib, 23/4 o‘ramga ega, asosining diametri 9 mm, balandigitaxminan 5 mm.Chig‘anoq qurishga qulay boisin uchun ochiq holda sxematik ko‘rinishda. Chig‘anoq bo‘ylab uchta kanal o‘tadi. Ularning oval teshikcha 8 dan boshlanadigan vestibular zina deyiladi. Ikkinchi kanal aylana teshik 9 dan boshlanib, u nog‘ora zinasi 10 deyiladi. Vestibular va nog'ora zinalari juda kichik teshikchali gelekotremlar 11 yordamida chig‘anoq gumbazi sohasida birlashtirilgan. Shunday qilib, bu ikki kanal biror ko‘rinishdagi perelimfa bilan toldirilgan yagona sistemani tashkil yetadi. Uzangicha 6 ning tebranishlari oval teshikcha 7 ning membranasiga, undan perelimfaga uzatiladi va aylana teshik membranasi 9 ni oldinga tortib chiqaradi. Vestibular va nog‘ora zinalari orasidagi 12 fazoga chig‘anoq kanali deyiladi. U endolimfa bilan toldirilgan. Chig‘anoq kanali bilan nog‘ora zinasi orqasidan chig‘anoq bo‘ylab asosiy (bazilyar) membrana 13 o‘tadi. T a’sirni qabul qiluvchi hujayralar eshitish retseptorlari bo'lgan, kortiyev organi mavjud bo‘lib, chig‘anoqdan yana eshitish nervi ham o‘tadi.
Kortiyev a’zosi (spiral a’zo) mexanik tebranishlarni elektr signallariga aylantirib beruvchi organning o‘zidir. Asosiy membrana uzunligi taxminan 32 mm bo'lib, oval teshikchadan chig‘anoq tepasiga yo'nalish bo'ylab kengayadi va torayib boradi (0,1 mm dan 0,5 mm gacha). Asosiy membrana fizika uchun juda qiziqarli struktura bo'lib, u chastota tanlash xossalariga ega. Bunga Gelmgolts o'z diqqatini qaratib, u asosiy
membranani pianinoning sozlangan torlari qatoriga o'xshash tasawur qildi. Nobel mukofoti laureati Bekeshi bunday rezonans nazariyasining noto'g'ri ekanligini ko'rsatdi. Bekeshi o'z ishlarida asosiy mem brana mexanik uyg'onishlarni uzatuvchi bir jinsli bo'lmagan uzatish liniyasi ekanini isbotladi. Asosiy membranaga akustik ta’sir ko'rsatilsa, to'lqin tarqala boshlaydi. Bu to'lqinlar chastotasiga qarab turlicha so'na boshlaydi. Chastota qancha kichik bo'lsa, uning so'na boshlashidan oldin membrana bo'ylab oval teshikdan shuncha uzoq masofaga
to'lqin tarqaladi. Masalan, chastotasi 300 Gs bo'lgan to'lqin so'na boshlagunga qadar oval teshikchadan taxminan 25 mm masofaga tarqaladi, chastotasi 100Gs bo'lgan to'lqin o'zining maksimumiga 30 mmga yaqin oraliqda erishadi.O'tkazilgan bunday kuzatishlar asosida yaratilgan nazariyaga muvofiq qabul qilinadigan tonlar yuksakligi asosiymembrana tebranishlari maksimumining vaziyati bilan aniqlanadi. Shunday qilib, ichki quloqda aniq bir funksional zanjir mavjudligi kuzatiladi, oval teshik membranasining tebranishi — perilimfaning
tebranishi— asosiy membrananing murakkab tebranishlari— sochsimon tolalar hujaryasini qitiqlash (kortiy organi retseptorlari) — elektr signalini generatsiya qilish.
Tovush eshitmaslikning (karlikning) ayrim shakllariga chig'anoq retseptor apparatining jarohatlanishi sabab bo'ladi. Bunday hollarda chig'anoq mexanik
tebranishlar ta’sirida elektr signallarini generatsiyalamaydi. Bunday karlarga
yordam berish mumkin. Buning uchun chig‘anoqqa elektrodlar kiritiladi va ularga
elektr signallari beriladiki, bu signallar mexanik ta’sirlar tufayli hosil bo‘ladigan
stimulga mos bo'lsin.
Chig‘anoq asosiy funksiyasi protezlash (almashtirish). Koxlear protezlash
bir necha mamlakatlarda ishlatilib ko‘rilmoqda.
Koxlear protezlash usuli 2- Moskva meditsina institutida ishlab chiqilib, amalga
oshirilgan. Koxlear protezlash 8.12- rasmda ko'rsatilgan, bu yerda 1 — asosiy
korpus, 2— quloq orqasiga qo‘ygich mikrofoni bilan, 3— implantatsiyalanuvchi
elektrod bilan ulovchi vilkadan iborat.
Tovushning muhitda tarqalishi tezligi muhitning zichligiga va uning
temperaturasiga bog‘liq. Agar muhit temperaturasi 1°C ga ko‘tarilsa, tovushning
tarqalish tezligi tahminan 0,5 ш/s tezlikga ortadi.
Tovushning havoda yutilishini hisoblash shuni ko‘rsatadiki, 20 °C
temperaturada chastotasi 1000 Hz bo‘lgan toMqin taxminan 115 km masofada e
marta susayadi. Issiqlik o‘tkazuvchanlik hisobga olinganda bu masofa 81 km
gacha qisqaradi. Lekin amalda tovush atmosferada bunga qaraganda anacha tez
susayadi. Buning sababi shuki, shamol, havoning temperaturasi va namligi, heir xil
zichlikka ega bo‘Igan qatlamlarning borligi tovushning tarqalishiga ta'sir qiladi. Bir
jinsli muhitda nuqtaviy manbadan tarqalayotgan sferik toMqin hamma
yo‘nalishlarda bir xil tezlikka ega bo‘lishi kerak. Lekin shamol esayotgan bo‘lsa,
uning tezligi bilan to‘Iqin tezligi o‘zaro geometrik tarzda qo‘shiladi. Yer sirtida
ishqalanish bo‘lishi tufayli shamolning yer sirti yonidagi tezligi kichik bo‘lib,
balandlik ortishi bilan kattalashib borgani sababli, toMqin frontining ayrim qismlari
yerga nisbatan har xil tezlik bilan harakatlanib, tovush toMqinlarining sinishi
kuzatiladi.
Ko‘pchilik tovush manbalari past chastotadagi (infratovush) to‘lqinlarni
tarqatadi. Portlashlar, dvigatel shovqini, shamol va boshqalar ana shunday
manbalarga misol bo‘la oladi. Mazkur to‘lqinlar chastotasi past boMganidan, ular
uzoq masofalargacha yetib borishi mumkin. Havodagi yadro portlashlarini qayd
qilishda mazkur to‘lqinlaming ana shu xususiyatidan foydalaniladi. 50-70 km
balandlikda atmosferada ozon qatlami bo‘lib, mazkur qatlam issiqliq nurlanishini
juda kuchli yutadi, natijada uning temperaturasi (50—70°C) keskin ortadi. Kuchli
portlashning tovushi mazkur qatlamga yetib borgach, undan qaytib, yer sirtiga
qaytib keladi. yer sirti bo‘ylab tarqalayotgan tovush sirtning g‘adir-budurliklari
hamda havoning turbulent oqimi tufayli vujudga keladigan zichlikning
notekisliklarida sochilib, juda tez so‘nadi. Shuning uchun portlash manbai atrofida
tovush yaxshi eshitiladigan sohalar bilan tovush eshitilmaydigan sohalar
navbatlashib keladi.
Havodagiga nisbatan tovush suvda uzoqroq masofalarga yetib boradi. Suvda
yorug'lik va radio to‘lqinlari juda tez (amalda bir necha o‘n metr masofada)
so‘nadi, shu sababli suv ostida signal yuborishning yagona usuli sifatida tovush va
ultratovush to‘lqinlaridan foydalaniladi. Mazkur to‘lqinlaming suvda tarkalishini
o'rganadigan soha gidroakustika deb ataladi.
Har qanday real tovush oddiy garmonik tebranish emas, balki ma'lum
chastotalar to‘plamiga ega bo‘lgan garmonik tebranishlaming yigMndisidan iborat.
Berilgan tovushda ishtirok etuvchi tebranishlar chastotalari to‘plami tovushning
akustik spektri (5.1-rasm) deb ataladi.
ovush tebranishlari va to‘lqinlari - mexanik tebranish va to‘lqinlaming
xususiy xolidir. Biroq eshituv orqali sezishni baholashda akustik tushunchalarni
muhimligini shu bilan birga uning meditsinadagi tadbiqlarini nazarda tutib, ayrim
masalalami maxsus ko‘rib chiqish maqsadga muvofiqdir. Quyidagi tovushlami bir-
biridan farqlash qabul qilingan: 1) tonlar yoki musiqiy tovushlar; 2) shovqinlar; 3)
tovush zarbalari.
Tovush to‘lqinlarining intensivligi deb to‘lqin o‘zi bilan olib yurgan
energiya oqimi zichligining o'rtacha qiymatiga aytiladi. To‘lqin tovush sezgisini
uyg‘otish uchun eshitish chegarasi deb ataluvchi biror minimal intensivlikka ega
bo'lishi kerak. Eshitish chegarasi hammada har xil bo'lib, tovushning chastotasiga
bog‘liq. Odam qulog‘i 1000-4000 Hz orasidagi chastotali tovushlarga juda sezgir
bo'ladi.Intensivlik taxminan 103-104 erg/sm2 sek atrofida bo'lganda to'lqin tovush
sifatida sezilmay qoladi va quloqda faqat og'riq hamda bosim sezgisini uyg'otadi.
Intensivlikning ana shunday sezgi uyg'otadigan qiymati og'riq sezish chegerasi
deb ataladi.
Davriy jarayondan iborat boMgan tovush ton deb
aytiladi. Agar bu jarayon garmonik bo‘Isa, unda ton oddiy yoki sof deb aytiladi
(5.3-rasm). Sof tonning asosiy fizik xarakteristikasi uning chastotasidir.
Angarmonik tebranishlarga murakkab ton mos keladi. Sodda tonli tovushni,
masalan, kamerton chiqaradi, murakkab tonli tovushni musiqa asboblari, nutq
apparati (unli tovushlar) va hokazo hosil qiladi.
Murakkab ton oddiy tonlarga ajratilishi mumkin. Ajratilgan tonlarning eng
kichik v0 chastotasi asosiy tonga mos keladi, qolgan garmonikalari (obertonlar), v0,
2v0 va hokazo chastotalarga ega bo'ladi
Vaqt o‘tishi bilan takrorlanmaydigan, o‘zining murakkabligi bilan farq
qiluvchi tovushga shovqin deb aytiladi.
Mashinalaming vibratsiyasi, qarsaklar, gorelka alangasinig shovqini,
shitirlash, g‘ichillash, so‘zlaganda chiqadigan undosh tovushlar va hokazolar
Bu
shovqinga ta'lluqlidir.
Shovqinni tartibsiz o'zga rib turuvchi murakkab tonlar birikmasidan iborat
deb qarash mumkin. Agar shovqinni biror shartlilik darajasida spektrga yoyishga
harakat qilib ko‘rilsa, unda bu spektr uzluksiz bo‘ladi, masalan, 5.4-rasmda bunzin
gaz gorelkasining yonishi paytida shovqindan hosil bo‘ladigan spektr tasvirlangan.
Tovush zarba — bu tovushning qisqa muddatli ta'siridir: chapak chalinganda,
portlash yuz berganda va hokazolarda hosil bo‘ladi.
Zarba to‘lqinlar bilan tovush zarbalarini bir-biri bilan chalkashtirib yuborish
yaramaydi. Havoning siqilgan sohasini normal holatdagi sohadan ajratib turuvchi
sirtga fizikada zarb toMqin deb aytiladi. Zarb to‘lqin juda katta energiyaga ega
bo‘lishi mumkin, masalan, yadroviy portlashlarda, atrof-muhitda zarb to'lqin hosil
bo'lishida portlash energiyasining 50 foizga yaqini sarf bo'ladi.
Tovushning energetik xarakteristikasi mexanik to'lqin kabi uning
intensivligi hisoblanadi. Amalda tovushni baholashda uning intensivligidan emas,
balki tovush to‘lqini suyuqlik va gaz muhitidan o‘tayotganda hosil bo‘ladligan
qo‘shimcha tovush bosimidan foydalanish mukmin. Yassi to‘lqin intensivligi,
tovush to‘lqini bosimi bilan quyidagi ko‘rinishda bog‘langan:
Bu yerda p - muhitning zichligi; с - tovushning muhitdagi tezligi.
Muhitning to'lqin qarshiligi yoki impedansi deb, p -с ko‘paytmaga aytiladi.
Odamning normal qulog'i yetarlicha keng diapazondagi tovush
intensivliklarini qabul qiladi: masalan, 1 kHz chastotada, I0=10-12 W/m2 yoki
Po= 2 1 0 "5 Pa (eshitish bo‘sag‘asi)dan to Imax=10 W/m2 yoki Pmax=60 Pa (og‘riq
sezish bo‘sag‘asi)gacha bo'lgan tovush intensivliklarini qabul qila oladi. Bu
intensivliklaming nisbati 1013 ga teng, shu sababli tovush intensivliklarni
xarakterlashda logarifmik birliklardan va logarifmik shkalalardan foydalanish
qulay hisoblanadi. Tovush intensivligi darajalarining shkalasi quyidagi ko'rinishda
tuziladi: I0 ning qiymati shkalaning boshlang'ich darajasi qilib, boshqa har qanday
I intensivlikni esa uning I0 ga nisbatining o‘nli logrifmi orqali ifodalanadi:
Balandlik dastawal asosiy ton chastotasi bilan shartlangan tovushning
subyektiv xarakteristikasidir, ya’ni balandlik chastota bilan bog‘liq. Balandlik
tonning murakkabligi va intensivligiga juda kam darajada bogiiq: intensivligi katta
bo‘lgan tovush birmuncha past tonli tovushga o'xshab eshitiladi.
Tovush tembri deyarli spektral tarkibi bilangina aniqlanadi. Tovushning
spektral tarkibi mazkur tovush qanday chastotadagi tebranishlardan tarkib
topganini hamda ular orasida amplitudalar qanday taqsimlanganini ko‘rsatadi.
Masalan, musiqiy tovush chiziqli spektrga, shovqin esa tutash spektrga ega.
Qattiqlik — tovushning yana bir subyektiv bahosi bo'lib, u eshituv sezgisi
darajasini xarakterlaydi. Subyektivligiga qaramasdan tovushning qattiqligini ikki
manbadan chiqayotgan tovushning eshituv sezgisiga ko‘rsatadigan ta’sirlarini
taqqoslash yo'li bilan miqdoriy jihatdan baholash mumkin. Tovush qattiqligi
amplitudaga bog‘liq.
Test
1.
. Odam qulog‘i qancha Hz orasidagi chastotali tovushlarga juda sezgir?
1000-4000
2000-3000
3000-4500
2. Agar muhit temperaturasi nechi °C ga ko‘tarilsa, tovushning
tarqalish tezligi tahminan 0,5 ш/s tezlikga ortadi.
3
1
5
3.Asosiy membrana fizika uchun juda qiziqarli struktura bo'lib, u
qanday xossalariga ega?
Tezligi baland
Xususiy ôtgazuvchanlik
Tanlab ôtkazish
4.Tovush tembri deyarli nima tarkibi bilangina aniqlanadi.
Muvozanat
Ispektra
Qarama qarshilik
5.Intensivlik taxminan qancha atrofida bo'lganda to'lqin tovush sifatida sezilmay qoladi va quloqda faqat og'riq hamda bosim sezgisini uyg'otadi?
110-120 erg/sm2 sek
205-203erg/sm2 sek
103-104 erg/sm2 sek
6.
Davriy jarayondan iborat bo'lgan tovush nima deb
aytiladi?
Musiqa
Ton
Davriy aylnish
7.Tovushning eng asosiy mohiyati nima?
Axborot markazi
Muloqat qilish
Ma'limot olish
8.Rezonans chastota nechi kGsda paydo bôladi?
5 kGs
10 kGs
3 kGs
9. Eshitish chegarasi hammada har xil bo'lib, tovushning nimasiga bog‘liq?
Ton
Chastota
Temir
10.Tovushning muhitda tarqalishi tezligi muhitning nimalariga bog‘liq.
Haroratga
Zichlikka
Hamma javob toʻgʻri.
| 