耳朵为什么能够听声辨位?

作者: 中科院物理所

来源: 科学世界

发布日期: 2023-12-04 11:57:12

本文探讨了人类耳朵如何通过双耳效应和耳廓效应在三维空间中定位声音来源的机制。

当你听到一个突然发出的声响,往往会下意识地扭头朝声音发出的方向看去。我们可以利用声音获取信息、躲避危险。你有没有想过,我们的两只耳朵是如何在三维空间精确地定位声音来源的?如果一只耳朵失聪,只用单耳是否就只能听到声音而无法判断声音的方位?要回答这个问题,我们需要了解人是如何判断声源的方向(左右、前后、上下)以及距离的。

双耳判断声音方向是最主要的声音定位机制。其实,人类对不同方向的声音,敏感度是不同的。具体说来,我们对身体左右两边的声源最为敏感,其次为前后,再次为上下。也就是说,我们最容易分辨声音是来自左边还是右边,最不容易分辨声音是来自上方还是下方。人类的双耳是靠两个主要因素判定声音来源的方向的:声音传到两个耳朵的时间差和声级差。

耳廓效应也称为单耳效应。

实际上,由于耳廓的作用,我们用一只耳朵就可以在很大程度上分辨三维空间中声音的来源。虽然人类的耳朵看起来都差不多,但仔细观察一下就会发现,我们每个人的耳廓形状千差万别,并不完全相同。一般人或许不会意识到,从我们一出生,我们的神经系统就在不断地学习如何利用自己独特的耳廓来准确判断声音的方位。

经过多年的学习和训练,我们的大脑早已习惯接听由这一双形状固定的耳廓所影响的声音,可以自如地通过散射后反射声的细微差别来检测声源方向。

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