Передача звукових хвиль в равлику. Коливання основної мембрани равлики

коли підставу стремечка рухається в сторону овального вікна, вдавлюючи його всередину, кругле вікно повинно вибухати назовні, оскільки равлик з усіх боків оточена кістковими стінками. Первинним дією звукової хвилі, що входить в овальне вікно, має бути вигинання базальної мембрани у підстави равлика в напрямку круглого вікна.

Однак еластичне напруга, виникає в базальних волокнах при їх вигинанні в сторону круглого вікна, ініціює хвилю рідини, яка «біжить» уздовж базальної мембрани в напрямку гелікотреми. На малюнку показано рух уздовж базальної мембрани високочастотної хвилі.

рух хвилі уздовж основної мембрани можна порівняти з рухом хвилі тиску уздовж артеріальних стенок- воно також можна порівняти з хвилею, яка «біжить» уздовж поверхні водойми.

Особливості вібрації основної мембрани при різних звукових частотах. На малюнку видно, що характер передачі звукових хвиль різної частоти різний. Кожна хвиля, відносно слабка на вході, стає сильною, коли досягає частини базальної мембрани, що має природну резонансну частоту, рівну частоті відповідного звуку.

У цій точці базальнамембрана може вібрувати з такою легкістю, що енергія хвилі розсіюється. В результаті в даній точці хвиля загасає і вже не може поширюватися далі вздовж іншої частини мембрани. Таким чином, високочастотна звукова хвиля поширюється лише на коротку відстань уздовж основної мембрани, перш ніж досягає своєї резонансної точки і затухает- звукова хвиля середньої частоти проходить приблизно половину всієї довжини мембрани і потім згасає, а низькочастотна звукова хвиля проходить по всій довжині мембрани.

Іншим властивістю «біжить»Хвилі є те, що вона швидко поширюється уздовж початкової частини базальної мембрани, але в міру просування в глиб равлики поступово уповільнюється. Це пов`язано з високим коефіцієнтом еластичності базальних волокон у овального вікна і поступовим зменшенням цього коефіцієнта далі вздовж мембрани.

це швидке початкове поширення хвилі дозволяє високочастотним звукових коливань пройти досить далеко в глиб равлики, щоб розвернутися і відокремитися один від одного вздовж основної мембрани. Без цього всі високочастотні хвилі зливалися б разом в межах перших міліметрів базальної мембрани і їх частоти не можна було б розрізнити.

Амплітудна характеристика вібрації основної мембрани. Пунктирними кривими на малюнку показано положення звукової хвилі на основній мембрані, коли стремечко (а) знаходиться в положенні максимального зсуву всередину, (б) зрушила назад до нейтральної позиції, (в) знаходиться в положенні максимального зсуву назовні і (г) зрушила знову назад до нейтральної позиції, але рухається всередину.

Затінена область навколо цих різних хвиль показує ступінь відхилення основної мембрани під час повного циклу вібрації, або амплитудную характеристику вібрації основної мембрани для даної звукової частоти.

На малюнку показані амплітудні характеристики вібрації для різних частот. Видно, що максимальна амплітуда для звуку частотою 8000 Гц знаходиться біля основи равлики, тоді як для частот менше 200 Гц - в самому кінці, у верхівки основної мембрани (близько гелікотреми, де вестибулярна сходи відкривається в барабанну драбину).
головний спосіб розрізнення звукових частот заснований на місці максимальної стимуляції нервових волокон від органу Корті, лежачого на основній мембрані.