Akustik & Gleichgewicht Flashcards Preview

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Flashcards in Akustik & Gleichgewicht Deck (63)
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1

Hörschall

Für den Menschen wahrnehmbarer Schall, abhängig von Lautstärke und Frequenz ( f = 20 - 20.000 Hz). Höchste Empfindlichkeit bei f = 2 - 5 kHz / 2.000 - 5.000 Hz

2

Infraschall

Frequenz zu klein um von dem Menschen wahrgenommen zu werden, < 20 Hz. Wird als Vibration wahrgenommen.

3

Ultraschall

Frequenz zu hoch um vom Menschen gehört zu werden, f > 20.000 Hz

4

Schalldruckpegel

Lp = 20 x lg(p/p0)
[dB]
p: effektiver Schalldruck, p0: Referenzwert = 2 x 10 ^-5 Pa

5

Addition mehrerer gleichlauter Schallquellen

Lges = Lpi + 10 x lg(n)

10 Schallquellen = Erhöhung des Schallpegels um 10 dB
100 Quellen = Erhöhung um 20 dB
1000 Quellen = Veränderung um 30 dB

6

Schallleistungspegel

Objektiv

Lp = 10 x lg (P/P0) [dB]

7

Schallintensitätspegel

Objektiv

Li = 10 x lg (I/I0) [dB]

8

Schallfrequenz

Wiederholungen der Schallwelle pro Sekunde / Geschwindigkeit der Wiederholungen

f = c / Landa [Hz], c: Schallgeschwindigkeit, Landa: Wellenlänge

-Je höher die Frequenz, desto höher der Ton und desto kleiner die Wellenlänge
- unabhängig vom Medium

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Schallgeschwindigkeit c

Ausbreitung des Schalls, i.d. Luft: c = 343 m/s

c = s/t [m/s]

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Schalldruck p

Kraft, die durch die Schallquelle auf die Luft ausgeübt wird.

p = I/v [Pa], v: Schallschnelle

- nimmt mit Entfernung ab


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Schallintensität I

Energie des Schalls pro Fläche und Zeit.

I = E/A x t = P/A [W/m^2]

- nimmt mit Entfernung ab

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Schallleistung P

Leistung, die von einer Schallquelle erbracht wird um Schall zu erzeugen.

P = I x A [Watt]

- unabhängig von der Entfernung zur Schallquelle

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Schallschwächung I(x)

Abschwächung der Schallwelle bei Entfernung durch Umwandlung in thermische Energie, analog zur Lichtabsorption.

I(x) = I0 x e^mü x x
- mü: Absorptionskoeffizient,
- x: zurückgelegte Strecke

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Lautstärke

Subjektive Größe [Phon]

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Isophone

Diagramm aus Frequenz f und Schallpegel L bei denen alle Töne als gleich laut empfunden werden

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Impendanz

Materialabhängiger „Schallwiderstand“; Konstante erklärt den Zusammenhang zwischen Schallgeschwindigkeit c und der Materialdichte

z =rho x c [Ns/m^3] , rho: Dichte des Mediums

- Je höher die Dichte, desto höher c
- Beim Übergang zwischen unterschiedlichen Medien, gibt es keine Frequenzänderung

z(Knochen): 3 - 7 x 10^6 Ns/m^3
z(Wasser): 1,5 x 10^6 Ns/m^3

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Resonanz

Erfolgt bei einer kontinuierlichen Anregung einer Schwingung mit oder nahe der Eigenfrequenz

- Haarzellen im Innenohr haben ca. 100 unterschiedliche Resonanzfrequenzen -> Trennung von unterschiedlichen Frequenzen eines Geräusches

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Resonanzkatastrophe

Wenn Resonanz die Eigenschwingung eines Systems so weit verstärkt, dass es zusammenbrcht

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Doppler-Effekt

Frequenzänderung des empfangenen Schalls wenn sich Empfänger und Schallquelle während des Hörens voneinander wegbewegen.

- Doppler-Sonographie: nutzt Doppler-Effekt zur Darstellung des Strömungsverhalten von Blut -> Ableitung Flussgeschwindigkeit -> Diagnose von Gefäß- und Herzerkrankungen

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Impendanzanpassung im Mittelohr

Verminderung des Schallwellenverlusts (Reflektion/ Absorption) durch 2 Mechanismen:

1) Druckerhöhung um etwa das 22fache durch Verkleinerung der Übertragungsfläche vom Trommelfell zur Steigbügelplatte (Druck entspricht einer definierten Kraft pro Flächeninhalt)-> P1 x f1 = P2 x f2
2) Hebelwirkung der Gehörknöchelkette

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Ausbildung der Wanderwelle

Wellenförmige Bewegung innerhalb des cochleären Gangsystems durch Schwingungen am ovalen Fenster

Steigbügelplatte -> ovales Fenster -> Scala vestibuli (Perilymphe)-> (Helicotrema ->) Scala tympani -> rundes Fenster

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Verstärkung der Wanderwelle durch die äußeren Haarzellen

Ablauf:

1) Schwingungen von Basilar- und Tectorialmembran
2) Abscherbewegung zwischen beiden Membranen
3) Abscherung der Stereocilien der äußeren Haarzellen (ÄHZ)
4) Einstrom von endolymphatischem K+ in die äußere Haarzelle (folgt Potentialgefälle)
5) Depolarisation -> Rezeptorpotential
6) (Oszilierende) Längenänderung der ÄHZ durch Kontraktion (spannungsabhängige Konformationsänderung d. Proteins Prestin durch Chloridfreisetzung)
- Depolarisation -> Verkürzung
- Repolarisation -> Verlängerung
7) Zusätzliche Schwingungsenergie der Endolymphe-> niedrige Hörschwelle + Verstärkung der Frequenzselektivität, max. 20.000 Hz beeinflusst durch Hörbereich

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Indirekte Erregung der inneren Haarzellen

1) Verstärkte Schwingungsenergie -> Hydrodynamische Kopplung (ÄHZ verändert Position des Flüssigkeitsfilm der auch die IHZ umgibt)
2) Abscherung der Stereocilien der inneren Haarzellen
3) Dehnung der „Tip-links“ der inneren Haarzellen
4) Öffnung von Transduktionskanälen (mechanosensitive Kationenkanäle)
5) Depolarisation der inneren Haarzellen durch Einstrom von K+ Ionen aus den Endolymphen
6) K+ induzierte Depolarisation bewirkt Öffnung spannungsabhängiger Ca2+ Kanäle
7) Anstieg der intrazellulären Ca2+ Konzentration führt zu erhöhter Transmitterfreisetzung (Glutamat)
8) Glutamat bindet an Rezeptoren afferenter Nervenfasern (N. Cochlearis) und löst ein EPSP aus

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Weg der zentralen Reizweiterleitung

Haarzellen -> N. Cochlearis -> Cochleariskerne (-> Ncl. Olivaris superior) -> Colliculi inferiores -> Corpus geniculatum mediale -> Primäre Hörrinde

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Rezeptororgan

Haarzellen im Corti- Organ:

A) Innere Haarzellen:
- Überwiegend afferente Fasern
- Myelinisiert
- 90% des N. Cochlearis

B) ÄHZ:
- überwiegend efferente Fasern
- Nicht- myelinisiert
- 10% d. N. Cochlearis

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1. Neuron d. N. Cochlearis

Ganglion Spirale:
- enthält d. 30 bis 40 Tsd. Perikaryen der bipolaren Nervenzellen d. Hörbahn
- befinden sich im Modiolus der Cochlea

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2. Neuron

Indirekte Hörbahn: Ncl. Cochlearis anterior
- zusätzliche Verschaltungen und kreuzende Fasern

Direkte Hörbahn: Ncl. Cochlearis posterior
- kürzere Bahn mit weniger Stationen und weniger kreuzenden Fasern

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3. Neuron (fakultativ)

Corpus trapezoideum: Ncl. Olivaris superior (Kerngebiet im Hirnstamm, erhält auditorische Infos von beiden Corti- Organen, Richtungshören) + Ncll. Corporis trapezoidei

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Faserbahn

Lemniscus lateralis: verbindet Ncl. Cochlearis posterior bzw. Ncl. Olivaris superior mit den Colliculi inferiores

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3./ 4. Neuron

Colliculus inferior: Teil der Vierhügelplatte (Lamina tecti) im Mittelhirn