Grundlagen der medizinischen Physik

WS 2013/14, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Mathias Getzlaff
Vorlesung: Grundlagen der med. Physik, inoffizielle Mitschrift
by: Christian Krause, Matr. 1956616 4 PHYSIK DER SINNE
• Schallpegel: 10 −13 W/m 2 ... 1W/m 2 (von Hörschwelle bei 3,4 kHz bis Schmerzgrenze) → für
Intensitäten log. Skala sinnvoll!
x Bel := log 10
I
I 0
mit Referenzintensität I 0 = 10 −12 W/m 2 (Hörschwelle bei 1 kHz)
Üblich: Angabe in Dezibel dB
I[dB] = 10 · I[B] = 10 · log I I 0
Bei Angabe der Amplitude A : x dB = 10 · log A2
A 2 0
Einheit Phon:
= 20 · log A A 0
Zusätzliche Wichtung spektraler Empfindlichkeiten des Ohrs. Intensität I und Phon gleich bei 1kHz.
4.1 Ohr: Aufbau + Funktion
Umwandlung: einlaufende Schallwelle Ohr −→ Nervenimpulse → Intensität + Frequenz
Unterteilung: Außen-, Mittel-, Innenohr
4.1.1 Außenohr
Einseitig geschlossenes Rohr, Wellengleichung + Randbedingungen (wie bei Orgelpfeife)
• Knoten an Trommelfell
• Bauch am Ausgang
• besonders hohe Empfindlichkeit bei stehender Welle → ungerade Harmonische Grundfrequenz
λ 1 = 4l = 12cm, f 1 = v s
= 343m = 2, 9kHz mit l = Gehörgang-Länge = 3 cm
λ 1 0, 12m
λ 3 = 4/3l, f 3 = 8, 6kHz
Außenohr → Mittelohr: Trommelfell, Hörschwelle bei 3,4 kHz, Auslenkung um 1 Å
4.1.2 Mittelohr
• Luftgefüllte Kammer (Paukenhöhle)
• Abschluss nach Außen (Trommelfell) und Innen (ovales + rundes Fenster)
• Druckausgleich möglich über Eustachische Röhre, schmerzempfinden ∆p > 80 mbar
• Wesentliche Elemente für Hörfunktion: 3 Gehörknöchelchen in Kontakt
– Hammer: am Trommelfell angewachsen
– Amboß: beweglich über Sehnen
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