Номер 37.21, страница 139 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 37. Звуковые волны. Глава 5. Механические колебания и волны - номер 37.21, страница 139.

37.21 [д. 131] Для чего от природы человеку дано не одно, а два уха — правое и левое?

Решение

Наличие двух ушей, расположенных по бокам головы, дает человеку и многим другим видам значительные эволюционные преимущества. Этот механизм называется бинауральным слухом (от лат. bini — «пара» и auris — «ухо»). Если бы ухо было только одно, многие важные функции слуха были бы невозможны. Основные причины, по которым природа дала человеку два уха, следующие:

1. Определение направления на источник звука (пространственная локализация). Это ключевая функция бинаурального слуха, критически важная для ориентации в пространстве, обнаружения опасностей или добычи. Мозг определяет местоположение источника звука, анализируя различия в сигналах, поступающих на правое и левое ухо:

• Межушная разница во времени (Interaural Time Difference, ITD). Звуковая волна от источника, который находится не на центральной оси, приходит к одному уху раньше, чем к другому. Эта временная задержка, обозначаемая как $ \Delta t $, составляет всего лишь доли миллисекунды, но чувствительные нейроны в стволе мозга способны ее уловить и преобразовать в информацию о горизонтальном направлении (азимуте) на источник звука. Если звук идет прямо спереди, сзади или сверху, то $ \Delta t = 0 $.

• Межушная разница в интенсивности (Interaural Level Difference, ILD). Голова человека служит акустическим препятствием, создавая "звуковую тень". Из-за этого звук, приходящий сбоку, будет громче для ближайшего уха и тише для дальнего. Этот эффект особенно выражен для высокочастотных звуков, длина волны которых сопоставима с размерами головы или меньше их. Анализируя разницу в громкости $ \Delta I $, мозг получает дополнительную информацию для локализации источника звука.

2. Фильтрация шума и "эффект коктейльной вечеринки". Бинауральный слух позволяет человеку концентрироваться на одном источнике звука в шумной обстановке. Мозг сравнивает сигналы от двух ушей, чтобы отделить интересующий его звук (например, речь собеседника) от фонового шума. Эта способность резко снижается при прослушивании только одним ухом.

3. Объемное (стереофоническое) восприятие. Подобно тому как два глаза создают объемное (стереоскопическое) зрение, два уха создают объемную и насыщенную звуковую картину мира. Это позволяет нам воспринимать не просто наличие звуков, а их положение в трехмерном пространстве, создавая ощущение присутствия и глубины звуковой сцены.

4. Резервирование и надежность. Наличие второго уха является естественной формой резервирования. В случае травмы или болезни, приводящей к потере слуха на одно ухо, второе позволяет сохранить способность слышать, хотя возможность точно определять направление звука будет значительно нарушена.

Таким образом, два уха — это не просто дублирование органа слуха, а сложная, интегрированная система, которая предоставляет мозгу богатую информацию о звуковой среде, что имеет фундаментальное значение для выживания и взаимодействия с окружающим миром.

Ответ: Два уха даны человеку для обеспечения бинаурального (двуухого) слуха. Он позволяет определять направление на источник звука (за счет разницы во времени прихода и интенсивности звуковой волны), выделять полезный сигнал на фоне шума, воспринимать звуковую картину объемно (стереофонически) и обеспечивает надежность слуховой системы за счет резервирования.