人机工程学-听觉.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人机工程学,Man-Machine Engineering,综述,听觉机能及其特征,听觉是人类获得外界信息的重要途径之一，仅次于视觉而居第二位。,听觉在许多方面不同于视觉。听觉是以在时间上连续为特征的它超于一种慢速的信息传递，没有视觉的产生那么直接。视觉往往受到环境的空间和亮度的限制，而听觉则仍可发挥作用。在人际间的社会交往中，听觉是主要的沟通渠道。,综述,外耳,包括耳廓和外耳道，有保护耳孔，集声和传声的作用。,中耳,包括鼓膜和鼓室，鼓室中有三块听小骨，它们由关节连接成一个杠杆联动系统一听骨链。另外还有一条通向候部的耳咽管，其主要功能是维持中耳内部和外界气压的平衡及保持正常听力。鼓膜和听骨链是主要的传音装置。,内耳,包括耳蜗、前庭和半规管。耳蜗是听觉感受器的所在部位，内充满淋巴液，耳蜗内的基底膜上的科蒂氏器含有感受声波刺激的毛细胞，是听觉感受器。,听觉过程,正常情况下，一般认为有以下三个阶段：,1、将空气中的,声波转变为机械振动,，耳廓将收集到的外界声波，经外耳道传至鼓膜，引起鼓膜与声波发生同步振动。,2、将,机械振动转变为液体波动,，鼓膜的振动将推动中耳内起杠杆传动作用的听骨链，经放大后通过卵圆窗进入内耳，引起耳蜗内淋巴液的波动。,3、将耳蜗内,淋巴液的波动转变为神经冲动,。这些波动引起基底膜的振动，从而使科蒂氏器官内所含的毛细胞受到刺激而发动神经冲动。冲动经耳蜗听神经最后传至听觉中枢，产生听觉。,听觉的物理特性,具有正常听力的青少年能够觉察到的频率范围大约是1620000Hz。,一般人的最佳听闻频率范围是2020000Hz。对于1000Hz4000Hz频率的声波，人的感受性最高。,人耳对声音频率的感觉很灵敏，对于5004000Hz的声波，频率相差3%就能分辨出来。,人耳能分辨高低不同的音调，当不同的声波传到基底膜时，会产生不同的共振，低音可使基底膜上的长纤维产生共振，高音可使短纤维产生共振。不同纤维上的听觉细胞产生的兴奋，沿不同神经纤维送到大脑皮质的不同部位，因而产生高低不同的音调感觉。,暂时性听力障碍,注意这些行为：,一直在拉耳朵,很大声或者很小声地说话,发烧，耳引流液，平衡问题,或者儿童表现出反常的烦躁易怒，易,疲劳，或者注意力不集中,有害的噪音水平,很多人认为听力损伤只会发生在当人们听到巨大的突然爆发的噪音下（比如，放鞭炮）。但实际上更经常的听力受损是由于长时间接触有害噪音所致。,日常上学期间的噪音（例如，公共汽车，午餐，体育馆，音乐，商店，乐队等）能超过一个工厂八小时工作日的噪音总量,游戏的声音是很大的；儿童和父母为此不得不大吼大叫地交流。,在家里（例如，电动自行车，CD播放机，玩具）,娱乐活动中（例如，视频游戏，体育赛事，滑板练习）,声音多响是太响？,分贝 活动,140 摇滚音乐会，爆竹,120 臂车，雪地车，打雷,110 电锯,100 木工房,90 割草机，电瓶车,以上是有害噪音的危险区,80 城市交通,60 普通会话,40 冰箱嗡嗡声,20 私语声,0 正常的听觉阈限,综述,信号噪音比（信噪比）,如果一个教师的声音（到达学生耳朵的）是55dBA,而背景噪音是50dBA，那么信噪比=+5 dBA。教师的声音（信号）比背景噪音大5 dBA。,教室的信噪比能从+5到-7 dBA。遗憾的是，这与教育工效学要求并不匹配，因为学生需要至少是+15 dBA高于背景噪音的信噪比才能听到教师授课。,综述,声音和距离,距离每增加一倍，音量会减少6dB。,靠近教师的儿童能够在舒服的音量强度下听到教师的声音；然而，儿童坐得越远听到教师的声音会越轻。,例如在教室环境中，如果一个儿童坐在离教师3英尺的地方听到教师的声音是55dB，那么坐在6英尺地方的儿童听到的声音是49 dB（55-6=49）。儿童在12英尺的地方听到的声音在43 dB，然而其他儿童在教室的后面(24英尺外)听到的声音强度级别只比耳语（37 dB）响一点点。,综述,仅仅大声讲话并不能解决问题,当教师在教室走动，转头，或者有阻碍话语中一些声波的运动的物体挡在教师和在听的儿童中间时，教室内的信噪比是变化的。,这看起来教师应站在一个地方不动并使声音沿着同一个方向传播，但是有的教师会把以上情况当做有利条件，将学生座位分布在整个房间的不同优势点。这样老师就能调整信噪比来适合单个学生及学习活动。,综述,声音反射,当声源停止振动后，声音仍在房间内存在的现象。,在空且大的运动馆拍手，你能听到反射声或回响。,如果没有吸收声音的材料，声音传播时会继续碰撞,墙壁，窗户，天花板，地板从而产生更长的反射时,间或者回声。房间的回响升高房间总的噪音级别，,因为反射回来的声音能量会叠加在最初的声音上。,忠告,讲话时，通过面对学生来减少反射。,通过减少说话人和听众之间的距离来提高教室的信噪比并减少反射的影响。,综述,改善教室声学条件的技巧,面对学生，缩短师生间的距离，坐的和孩子一样高。幼儿园老师让学生围绕着她坐着地板上。,指着图片和学生讨论时，是面向学生而不是自己也看着图片。在右边的传统教室里面，这位教师将自己的桌子移到能碰到学生课桌的程度。,此外，可以给有困难的学生安排靠前的座位，使他们坐在教师桌的正前方。,通过如地毯，窗帘，吸音砖，桌子腿保险杆这样吸收声音的材料覆盖反射面（地板，墙，和天花板）来减少多余的噪音。,新学校和教室的建设,选择学校位置和设计时考虑听觉因素（寻找安静的区域，避开主要交通线和工业噪音源）。,将高人流的走廊设计到远离教室的位置（食堂，开放区和礼堂）,将有特殊用途的房间置于远离其它教室的位置（音乐室，技术、职业区和体育馆）。,教室内安装声音处理装置以减少噪音。包括在特殊用途区域例如食堂、体育馆、影剧院、商店和音乐室安装噪音控制装置。,机械设备,在设计时考虑噪音控制设计规范。噪音控制工程师会考虑一间教室的大小，形状和表面参数。,让天台设备远离教室（例如置于走廊上方）。,安装低风速和低音量级别的空气调节装置。,安装管道消声器或声音吸收管道。,设计粗和长的管道来降低空气流速。,使用较慢的风扇转速。,避免通风单元，以及无管分离系统的使用。,保养，升级或用强制性中央空气供暖系统取代有噪音的单个供暖设备。,使用吸音材料。适当的天花板和地板处理能分别吸收约70%和20%环境中的声音。能吸收教室更多的声音，减少声音反射，提高信噪比。,外部噪音解决方案,在教室的天花板安装悬挂式吸音砖顶棚。,安装或更换门窗密封条。,为建筑外壳提供的噪音隔绝材料要与隔音等级,的级别相称。,安装降噪窗，保持门和窗关闭。,教室内降低噪音的手段,将过道分隔开，以方便靠拢儿童；,课堂上的教师移动要更靠近儿童；,非传统的座位安排；,给学生桌的桌脚配置橡胶配件。,听力保护,听力保护设备降低（削弱）了总的信噪比，使耳蜗可以正常的反应。内耳能正常传导声音，而不会出现毛细胞过度运动而引起的声音失真。一个相当的例子就是在太阳光很强时使用太阳镜保护眼睛。,听力保护设备有两种基本类型：耳塞和噪音耳套。,我该如何保护自己？,调低声音,远离，避开很响的噪音,缩短耳朵接触噪音的时间，让你的耳朵得到休息。,如果你不能避免噪音接触，那么：,保护你的耳朵并佩戴适当的听力保护设备（例如，耳塞或耳罩）。棉花不足以适当的保护听力。,注意你工作和娱乐时的噪音。控制你生活中的有害噪音。检查你所在的城镇或学校里的噪音条例。一些学校通过禁止汽车，摩托车，舞蹈室和音乐会发出大的噪音来保护学生。,查找关于解决玩具噪音措施方面资料,汽车的废气离开引擎时压力很大，如果让它直接排出去，将会产生令人难以忍受的噪声，因此需要安装消音器。如图是汽车消音器的剖面图，它里面排列着许多网状的金属隔音盘。汽车废气从排气歧管进入消音器，经过隔音盘从排气管排出，废气产生的声音就很小了。其消音的原理是什么？,降低噪音的小窍门,1、如何消除雨刮器片的震动和噪声,用钳子把各关节处和夹橡胶片处的间隙调小即可。,2、如何消除个别轮胎磨损不均匀后产生的噪音,四轮定位、平衡后找一修自行车的，借或买把木锉，将胎面高低不平的地方锉平就不响了。,3、如何降低轮胎噪声,将前轮内侧防护板上粘上一层黑毡布或绒布即可(仔细体会下过雨后你的轮胎噪声变小，洗车后变大，因为内侧防护板上有泥吸噪)。,