聲音科學:噪音從哪裡來?

來自《大眾科學》的一項聽覺活動

核心概念
五感
神經科學
聲波
聽覺

簡介
在流行的泳池遊戲“馬可波羅”中,一位失明的游泳者喊“馬可”,當其他游泳者回應“波羅”時,他就去尋找他們。如果你嘗試過,就會知道這不是一個簡單的遊戲。每一次的潑水聲、低語或咯咯的笑聲都是線索,但這些提示可能會非常具有誤導性。在這個活動中,你將更多地瞭解你的聽覺以及它是如何運作的。

背景
我們大多數人主要依賴視覺,這也是為什麼當我們被迫求助於不同的感覺時會感到如此迷失方向的原因之一。儘管如此,我們的耳朵也分享了關於我們周圍世界的許多重要資訊。從“著火了!”的呼喊到一段輕鬆的旋律,你的耳朵傳遞有用的訊號,你不會希望它們欺騙你。

聲音以波的形式在空氣中傳播。你的耳朵經過特殊裝備,可以接收和理解這些波。每隻耳朵收集並引導聲波,將其轉化為振動。在你內耳內,微小的毛細胞對這些振動做出反應,併發送訊號,你的大腦可以解碼並將其解釋為各種聲音。但為什麼我們確切地說是兩隻耳朵而不是一隻?試試這個活動,找出答案。

材料
•    膠帶(如果是在室外的人行道或路面上,則使用粉筆)
•    米尺或捲尺
•    眼罩
•    耳塞(可選)
•    一到兩個發聲器:發出滴答聲的時鐘、音樂盒、小型樂器、手機、封閉罐子裡的硬幣、一本書(可選)
•    鉛筆和紙


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步驟
•    矇住你的夥伴的眼睛,並讓他或她站在中心的X上。記錄或繪製你的夥伴所面對的方向,並要求你的夥伴在整個活動中保持在該位置。
•    向你的夥伴解釋,你將站在房間的不同位置並說出他或她的名字。你的夥伴將猜測你在哪裡(左邊、右邊、前面、後面)以及你站立的距離有多遠。
•    當你們都準備好開始時,請你的夥伴用手捂住一隻耳朵或插入耳塞。
•    站在你在房間裡畫的一條線上。用正常的說話聲音說出你夥伴的名字。請他或她猜測你站在哪裡以及距離有多遠。你的夥伴猜到你站在哪裡了嗎?
•    在一張紙上,記錄你的夥伴使用哪隻耳朵,你實際站立的位置(相對於中心X的距離和方向),以及你的夥伴的猜測。
•    移動到不同的位置並重復。在房間各處的不同線上嘗試,並記錄你夥伴的猜測。當你離得近還是離得遠時,你的夥伴更擅長猜測?你的夥伴猜測距離如何?方向呢?
•    一旦你在房間裡嘗試了幾個地點,請你的夥伴使用兩隻耳朵並再次嘗試上述步驟。你的夥伴用兩隻耳朵比用一隻耳朵更擅長猜測距離嗎?方向呢?你也可以在要求你的夥伴捂住另一隻耳朵後嘗試上述步驟。一隻耳朵比另一隻耳朵更擅長猜測位置和距離嗎?捂住哪隻耳朵有區別嗎?
•    額外:嘗試此活動,並改變你說你夥伴名字的聲音大小。音量是否使你的夥伴更容易或更難判斷距離?方向呢?低語是否比喊叫更難定位?
•    額外:不要說話,而是嘗試使用會發出噪音的物體,例如滴答作響的時鐘、音樂盒或手機,或者透過搖晃封閉罐子裡的硬幣或開啟並快速合上一本精裝書來使用自制發聲器。發聲器與聲音相比如何?是否有些聲音比其他聲音更難定位?當你的夥伴完全靜止不動時嘗試此活動,然後允許你的夥伴移動他或她的頭部。頭部轉動或傾斜有區別嗎?
•    與你的夥伴交換位置,並比較你的發現!



觀察和結果
在識別距離和方向方面,兩隻耳朵比一隻耳朵更好嗎?當你和你的夥伴彼此靠近時,用一隻耳朵猜測方向是否更困難?

每隻耳朵接收的資訊都會發送到你的大腦。由於你的耳朵不是並排的,它們接收的資訊不同。如果有人站在你的左邊拍手,你的左耳會比你的右耳更快地接收到這個聲波。此外,在你的左耳中,拍手聲會比在你的右耳中聽起來更大。你的大腦利用這些差異來更好地理解聲音來自哪裡。這也可以解釋為什麼——你可能已經注意到——即使你同時使用兩隻耳朵,也很難分辨出直接在你前面或後面的聲音之間的區別。當聲源與兩隻耳朵的距離完全相等時,它們接收到的資訊非常相似,你的大腦對於聲源可能在哪裡幾乎沒有線索。

清理
如果在室內,請從地板上取下膠帶。

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