Ucho je tvořeno třemi částmi:
Vnější ucho se skládá z boltce, zvukovodu a bubínku.
Střední ucho je systém vzduchem vyplněných dutin, vystlaných sliznicí. Na bubínek jsou napojeny tři sluchové kůstky:
Toto ústrojí slouží v podstatě jako impedanční převodník (transformátor), který řeší převod zvukových vln ze vzduchu (nízká impedance) do tekutiny ve vnitřním uchu (vysoká impedance). Bez tohoto přizpůsobení by se při přímém přechodu zevního ucha do vnitřního ztratilo více než 99 % akustické energie. Zvyšuje tlak zvuku přibližně 18–20krát.
Díky těmto mechanismům zesiluje střední ucho tlak zvuku přibližně o 30 dB.
Pro úplnost - součástí středního ucha je i Eustachova trubice, která vyrovnává tlak mezi uchem a nosohltanem.
Vnitřní ucho leží ve spánkové kosti. Jeho částmi jsou 3 polokruhovité kanálky, vejčitý váček, kulovitý váček a hlemýžď.
Následující obrázek znázorňuje vnitřní ucho, které se v podstatě sestává ze dvou funkčních celků:
Působení vibrací na polokruhovité kanálky může způsobit pocit závrati (vertigo).
Jejich předráždění způsobuje rovněž "mořskou nemoc" neboli Kinetózu.
Hlavním orgánem lidského sluchu je hlemýžď.
Hlemýžď je spirálovitá dutina, která tvarem připomíná ulitu hlemýždě. Je naplněna endolymfou, která přenáší vibrace oválného okénka na membránu Cortiho orgánu. Ten obsahuje tisíce vláken, naladěných na jednotlivé kmitočty, která pohyb převádějí na signál a impulzy odesílají do mozku.
Obrázek znázorňuje rozvinutý hlemýžď s vlákny reagujícími na různé kmitočty.
Obrázek pořízený elektronovým mikroskopem zobrazuje skutečnou podobu řezu hlemýžděm.
Vnitřní ucho (zejména hlemýžď – cochlea) je naladěno hlavně na frekvence přibližně 20 Hz až 20 kHz.
Ucho mladého člověka tudíž vnímá zvuk o kmitočtech 16 Hz – 20 kHz, stařím se tento rozsah zmenšuje, především v oblasti vysokých kmitočtů.
Infrazvuk (frekvence pod 16/20 Hz) je zajímavý tím, že ho naše tělo často fyzikálně registruje, ale nevnímáme ho jako uvědomovaný zvuk.
Důvodem je to, jak funguje ucho, nervové dráhy a zpracování v mozku.
Bazilární membrána v hlemýždi se při velmi nízkých frekvencích téměř nevychyluje. Vláskové buňky (receptory sluchu) proto nevytvářejí typický nervový signál, který by mozek interpretoval jako tón.
Vibrace jsou spíše globální tlakové změny v celém vnitřním uchu.
Výsledek: signál je slabý a nejednoznačný, takže ho mozek většinou neinterpretuje jako zvukový vjem.
Nižší kmitočty než 20 (16) Hz tedy nejsou zpracovávány sluchovým orgánem, ale dalšími "snímači" v lidském těle.
Infrazvuk ale může stimulovat i jiné mechanoreceptory:
Což může být vnímáno jako
přičemž člověk "neslyší" konkrétní zvuk.
Infrazvuk může aktivovat jiné mozkové okruhy než běžný sluch.
První zpracování signálů z ucha probíhá v sluchových jádrech mozkového kmene, který
U infrazvuku je signál často slabý nebo nejednoznačný, takže se do vědomého vnímání nedostane.
Velmi nízké frekvence mohou stimulovat rovnovážný aparát.
Informace jdou do:
Výsledek může být:
Informace jde přes vestibulární jádra v mozkovém kmeni do oblastí, které integrují smysly.
Když se signály zrak–rovnováha–sluch neshodují, mozek může generovat pocit ohrožení.
Některé studie ukazují aktivaci částí:
Tyto struktury souvisejí s:
Proto může infrazvuk vyvolat pocit úzkosti nebo neklidu, aniž by člověk věděl proč.
Někdy také může vzniknout pocit „někdo tu je“.
Nakonec by měl signál dorazit do primární sluchové kůry (Primary Auditory Cortex), kde ale
Proto nevznikne vědomý zvukový vjem.
Primární sluchová korová oblast ...
Tento jev se stal známým po experimentu britského inženýra Vic Tandy v 90. letech. Pracoval v laboratoři, kde lidé opakovaně hlásili zvláštní pocity, jako:
Nakonec se ukázalo, že v místnosti vznikala infrazvuková stojatá vlna s kmitočtem kolem 17 Hz generovaná ventilátorem v budově, která tyto jevy způsobovala.
Infrazvuk kolem ~17 Hz může vyvolat zvláštní zážitky, protože současně:
Proto se někdy mluví o tom, že infrazvuk může stát za některými „paranormálními“ zážitky.
Frekvence kolem 17–18 Hz je blízko mechanické rezonance lidské oční bulvy.
Takže, co se může stát:
Výsledek:
Člověk může "vidět" neurčité stíny, postavy (které se někdy pohybují), které ve skutečnosti neexistují.
Lidský sluch je na velmi nízké frekvence extrémně necitlivý. Abychom infrazvuk vědomě zaznamenali, musí mít mnohem vyšší akustický tlak než běžně slyšitelné zvuky. Při velmi vysokých intenzitách akustického tlaku je však i infrazvuk vědomě zaznamenáván i sluchovým aparátem.
Následující tabulka udává potřebnou hladinu akustického tlaku pro nízké kmitočty, kdy je i infrazvuk vědomě slyšet:
| Frekvence | Prah slyšení |
|---|---|
| 20 Hz | 75-80 dB |
| 10 Hz | 95-100 dB |
| 5 Hz | 105-110 dB |
| 2 Hz | 110-120 dB |
To znamená, že infrazvuk musí být o stovky až tisíce krát energeticky silnější, aby si ho člověk uvědomoval.
To však neznamená, že když infrazvuk není vědomě vníman, že na něj lidské tělo nereaguje.
Při nízkých frekvencích často nastane jiná situace: tělo reaguje dříve než sluch.
Možné vjemy:
Velmi nízké frekvence vznikají poměrně běžně.
Přírodními zdroji mohou být:
Uvádí se i další přírodní zdroje inrazvuku, které však v našich podmínkách asi nebudou tak časté, jako např.
Mezi technické prostředky, které mohou do určité míry generovat infrazvuk, jsou např.
Dosud jsme pojednávali obecně o infrazvuku. Nyní se podrobněji podíváme na infrazvuk generovaný větrnými elektrárnami .