2.3 Hoe kunnen mensen geluid waarnemen?

OPDRACHT 30

Kan een trillend voorwerp een ander voorwerp aan het trillen brengen?

1 Plaats twee identieke stemvorken met de klankkasten naar elkaar toe. 2 Tik een van beide stemvorken aan met een houten latje en demp het geluid onmiddellijk. 3 Wat stel je vast? stijgbeugel aambeeld hamer trommelvlies rond venster

ovaal venster

orgaan van Corti onderste gang bovenste gang middengang Afb. 88 Werking van het oor Wanneer de eerste stemvork gaat trillen, zullen drukveranderingen of trillingen in de lucht de tweede stemvork aan het trillen brengen. Je merkt dat op als je de eerste stemvork dempt. Het meetrillen van een voorwerp met een ander voorwerp noemen we resonantie. De werking van het oor is gebaseerd op dat meetrillen of resonantie. Wanneer de geluidsgolven het trommelvlies bereiken, zal door resonantie het trommelvlies meetrillen. Via de gehoorbeentjes bereiken de trillingen het inwendig oor. De gehoorbeentjes geleiden en versterken de trilling. Bij het trillen drukt de stijgbeugel tegen het membraan van het ovaal venster. Dat membraan puilt uit en drukt tegen de vloeistof in de bovenste gang van het inwendig oor.

Laaaa... ...aaaa... ©VAN IN 126 tHema 02 HoofDstuk 2

Omdat een vloeistof weinig samendrukbaar is, verplaatst de beweging zich als een golf door de vloeistof van de bovenste gang naar de onderste gang. De verplaatsing van de vloeistof in de onderste gang doet het rond venster uitpuilen naar de trommelholte toe.

Als gevolg van de vloeistofverplaatsing gaat ook het basaalmembraan trillen.

membraan van Reissner dakmembraan perilymfe haarcel

zenuwimpuls zenuwvezels perilymfe basaalmembraan

Afb. 89

Ombuiging van de haartjes van de haarcellen als gevolg van de verschuiving van dakmembraan en basaalmembraan ten opzichte van elkaar

HOE HOREN WE? Wanneer het basaalmembraan gaat trillen, verschuiven het basaalmembraan en het dakmembraan ten opzichte van elkaar. Dat veroorzaakt een ombuiging van de haartjes van de haarcellen. Die ombuiging in de haarcellen wekt een signaal of impuls op dat wordt doorgegeven aan de zenuwvezels die op de haarcellen aansluiten. De zenuwvezels lopen gebundeld in de gehoorzenuw naar de hersenen. Pas als de zenuwimpuls een specifieke plaats in de hersenen bereikt, ‘horen’ we. De video achter de QR-code vat het helemaal samen! OPDRACHT 31

Bekijk het videofragment en beantwoord de vragen.

1 Hoe kunnen we verschillende frequenties van elkaar onderscheiden?

BEKIJK DE VIDEO

2 Waar nemen we hoge tonen waar? 3 Waar nemen we lage tonen waar?

perilymfe

2 1 bovenste gang met perilymfe 2 middengang met endolymfe 3 onderste gang met perilymfe endolymfe endolymfe perilymfe

endolymfe endolymfe zenuwimpuls

1 3 ©VAN IN

We kunnen verschillende toonhoogten waarnemen omdat de plaats waar het basaal membraan trilt afhankelijk is van de toonhoogte van het geluid. Daardoor zullen, afhankelijk van de toonhoogte of frequentie, andere haarcellen worden geactiveerd.

• • • Bij hoge tonen zal het basaalmembraan trillen aan de basis van het slakkenhuis, dicht bij het ovaal venster. De lage tonen veroorzaken een trilling van het basaalmembraan eerder aan de top van het slakkenhuis. Geluiden met middelmatige tonen geven trillingen daartussenin.

De gehoorzenuw geleidt de informatie van de haarcellen naar de hersenen. Afhankelijk van de plaats van de geprikkelde haarcellen in het basaalmembraan vertalen de hersenen de signalen in hoge of lage toonhoogten. De hersenen weten precies van welke plaats in het basaalmembraan de signalen vandaan komen. Zo kunnen we verschillende toonhoogten onderscheiden en verschillende tonen tegelijk waarnemen. Het verschil in geluidssterkte nemen we waar omdat er meer of minder haarcellen geprikkeld worden. Bij harde geluiden worden veel meer haarcellen geprikkeld en ontstaan dus ook veel meer impulsen dan bij zachte geluiden.

OPDRACHT 32

Zoek de geluidsbron.

1 Werkwijze a Laat een klasgenoot even de klas uitgaan. b Verberg ergens in de klas een geluidsbron, zoals een rinkelende smartphone of een wekker. c Laat je klasgenoot weer in de klas met één oor afgeschermd. -Hoelang duurde het vooraleer de leerling de geluidsbron vond? Noteer in de tabel. -Herhaal de proef, maar je klasgenoot mag nu beide oren gebruiken. Hoelang duurde het vooraleer de leerling de geluidsbron vond? Noteer in de tabel. d Herhaal de proef met een andere klasgenoot.

bovenste gang (met perilymfe) trillingen van het basaalmembraan bij geluiden met: hoge frequentie middelmatige frequentie lage frequentie

middengang (met endolymfe) onderste gang (met perilymfe) membraan van Reissner basaalmembraan

Afb. 90 Gevoeligheid van het basaalmembraan voor geluiden met verschillende frequenties

Afb. 91 Gevoeligheid van het basaalmembraan voor geluiden met een verschillende frequentie voorgesteld op een opgerold slakkenhuis ©VAN IN 128 tHema 02 HoofDstuk 2

2 Wat neem je waar? a Noteer je waarnemingen.

Naam Tijd met één oor Tijd met twee oren

b Wanneer kun je het geluid het beste lokaliseren?

Afb. 92 Horen met beide oren: stereofonisch horen

We horen stereofonisch, dat wil zeggen met onze beide oren. Daardoor zijn we in staat de richting en de afstand van een geluid te bepalen. Omdat het linker- en het rechteroor niet precies even ver van de geluidsbron verwijderd zijn, bereikt het geluid de oren niet gelijktijdig en niet met dezelfde intensiteit. Onze hersenen krijgen informatie van beide oren en verwerken die razendsnel. Wanneer we bijvoorbeeld een auto horen aankomen, kunnen we als gevolg daarvan bepalen waar het geluid vandaan komt en ook hoe ver de auto van ons verwijderd is.

interpretatie van het geluid door de hersenen©VAN IN tHema 02 HoofDstuk 2 129

gehoorgang

trilling ovaal venster

aambeeld

hamer vloeistof trillingen

trilling trommelvlies stijgbeugel trilling slakkenhuis De geluidsgolven worden opgevangen door de oorschelp en bereiken via de gehoorgang het trommelvlies dat meetrilt door resonantie. In het middenoor wordt de trilling geleid en versterkt via de gehoorbeentjes. Verplaatsing van het ovaal venster zet de perilymfe in beweging waardoor het basaalmembraan verschuift tegenover het dakmembraan. Dat veroorzaakt een ombuiging van de haartjes van de haarcellen. Daardoor ontstaan signalen die de informatie via de gehoorzenuw naar de hersenen brengen. Afhankelijk van de toonhoogte van het geluid worden geluidsreceptoren in een bepaald gebied op het basaalmembraan geprikkeld. Bij een grotere geluidssterkte worden meer haarcellen geprikkeld.

geluidsgolf zenuwcellen vervoeren impulsen richting de hersenen impuls haarcellen die vloeistoftrillingen omzetten in impulsen

geluid oorschelp gehoorgang

resonantie

middenoor slakkenhuis gehoorzenuw HERSENEN

geleiden en versterken signaal Afb. 93 Opvangen van een geluidsgolf door het oor en omzetting van de trilling naar een geluid ©VAN IN ` Maak oefening 19, 20 en 21 op p. 151-152.

Bekijk de figuur van het oor en vul aan.

1 Vervolledig de legende van de figuur met de begrippen: uitwendig oor, middenoor en inwendig oor. 2 Schrijf in de tweede kolom het nummer waarmee elk van de delen op de figuur is aangeduid. 3 Schrijf in de laatste kolom de letter van de functie die bij dat deel hoort.

Letter Functie A Zet geluidsprikkels om in signalen. Vangt het geluid op en geeft het door aan de gehoorgang. De richels en plooien versterken bepaalde frequenties en zwakken andere af.

C

D E F G Brengt trillingen van het trommelvlies over op het aambeeld. Vangt trillingen op en geeft ze door aan het eerste gehoorbeentje. Brengt de vloeistof in het binnenoor in beweging. Brengt de beweging van de hamer over op de stijgbeugel. Brengt geluidsgolven van de oorschelp naar het trommelvlies.

Deel van het oor Nummer Functie

stijgbeugel gehoorgang oorschelp haarcellen in slakkenhuis hamer gehoorzenuw trommelvlies

uitwendig oor rotsbeen middenoor inwendig oor 1 87 6 5 4 32 B Afb. 94 ©VAN IN

H

Geleidt de signalen van de receptorcellen in het slakkenhuis naar de hersenen.

aambeeld