Почему звуковая волна не гасит волны той же частоты после отражения от уха

Барабанная перепонка эластична, и при движении внутрь она, в конечном счете, передает волну давления в ваш мозг. Но он не идеально эластичен, поэтому даже если бы он отражал звук, это не было бы точным отражением приходящей волны. Чтобы не было разрушительных последствий.

В частности, удлинилась бы отраженная длина волны, а коническая форма слухового прохода изменила бы характеристики исходящей из него звуковой волны.

Фазовое изменение$\pi$маловероятно, если только вы не предполагаете, что барабанная перепонка полностью жесткая, что, конечно же, не так.

Ушная перепонка очень легкая. Вот почему он движется вместе с воздухом (волнами). Чтобы производить «деструктивные» волны, мембрана должна двигаться точно в направлении, противоположном входящему звуку. Для этого потребуется отдельный источник энергии, которого у мембраны нет.

Любое несовершенство синхронного в противном случае движения мембраны вызовет волну гораздо меньшей амплитуды, чем входящий звук, поэтому ею можно будет практически пренебречь.

Что ж, и user140606 , и Alex Doe правы. Просто добавим сюда пару вещей.

Как отмечает пользователь 140606 , вы получите отраженную волну с разницей фаз$\pi$только если бы барабанная перепонка была бы полностью жесткой (это означало бы, что импеданс там был бы бесконечным. Надеюсь, вы рассмотрели это в своем классе. Если нет, вы можете взглянуть на учебник, такой как "Основы акустики" Кинслера и др . др. В случае, когда у вас есть некоторый конечный импеданс (скорее всего, комплексный), вы получите часть энергии, отраженную с некоторым определенным фазовым отношением к падающей волне, и часть энергии, переданную с (возможно, другим) фазовым соотношением.

Теперь, что касается специфики слухового прохода и барабанной перепонки, можно увидеть, что они образуют своего рода открыто -закрытую трубу с характерным четвертьволновым резонансом в районе 3–4 кГц (это очень хорошо отражается на контурах равной громкости , также известные как контуры Флетчера-Мансона). Более того, в настоящее время производителям наушников хорошо известно, что эти резонансы являются чем-то очень заметным. Вот почему кривая, на которую они нацелены для своих продуктов, не плоская, а имеет форму следующего изображения.

Для получения дополнительной информации по этой теме можно обратиться к «Предпочтениям слушателя для различных кривых отклика цели наушников» Olive et al. и «Идентификация и оценка целевых кривых для наушников» Fleischmann et al.

Это, вкратце, показывает, что барабанная перепонка действительно отражает часть падающей энергии, потому что иначе вы бы не получили резонанс! Согласно решению Даламбера волнового уравнения, вы получаете две бегущие волны в противоположных направлениях. Стационарные (модальные) решения более очевидны из решения Бернулли , но, поскольку они являются решениями одного и того же уравнения, их можно концептуально рассматривать как одно и то же (здесь мы несколько злоупотребляем фактической математикой, но я надеюсь, понятийная связь ясна), а это значит, что две волны, движущиеся в противоположных направлениях, создадут стоячую волну (именно это и есть резонансы в лампах).

В заключение, вы получаете некоторую компенсацию от отраженной волны, но поскольку отраженная энергия не равна падающей, вам не удастся добиться полной компенсации (или удвоения амплитуды в пучностях ) .