Biofisica de la audicion
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Biofisica de la audicion Biofisica de la audicion Presentation Transcript

  • BIOFISICA DE LA AUDICIÓN
  • MOVIMIENTO OSCILATORIO ARMÓNICO• Se llama así el que describe sobre un diámetro la proyección de un punto que realiza un movimiento circular uniforme, siguiendo una circunferencia a la cual pertenece dicho diámetro. El movimiento vibratorio armónico es un movimiento rectilíneo periódico, pues a intervalos iguales el móvil pasa por los mismos puntos con iguales velocidades y X = elongación. aceleraciones. OA u OB = amplitud (a). Radio OP = a.
  • MOV. OSCILATORIO ARMÓNICO. La elongación está dada por: X = a. Cosα Si suponemos que el tiempo comienza a contarse a partir del instante en que el punto P pasa por A, el ángulo α está dado por: α = ω.t Introduciendo este valor en la primera ecuación: X = a. Cos ω.t
  • MOV. OSCILATORIO ARMÓNICO.EL mov. Oscilatorio armónico se puede expresar gráficamente representando la elongación (ordenadas) en función del tiempo (abscisas), como se muestra en la figura, en la cual el diámetro AB se ha dispuesto verticalmente.ω es la velocidad angular del punto que describe el movimiento circular, de modo que viene dada por: ω = 2π / t2π es el ángulo correspondiente a una vuelta completa y t, el tiempo que tarda el punto P en cumplirla. Por supuesto, este tiempo es el mismo que transcurre entre dos pasajes sucesivos por el mismo punto y con la misma velocidad del móvil que realiza el mov. Oscilatorio armónico. Dicho tiempo, que se halla representado en la figura, recibe el nombre de período.
  • MOV. OSCILATORIO ARMÓNICO.El movimiento circular sirve para definir el mov. Oscilatorio armónico, pero éste puede existir sin aquél, como el caso de la oscilación de un cuerpo suspendido de un resorte. En tal caso, ω no es una velocidad angular, sino un parámetro propio del movimiento oscilatorio, que recibe el nombre de pulsación.
  • MOV. OSCILATORIO ARMÓNICO.Se llama frecuencia de un movimiento oscilatorio armónico al número de oscilaciones dobles completas que efectúa el móvil por unidad de tiempo. Como el tiempo transcurrido en una oscilación doble completa es el período t, la frecuencia f estará dada por: f = 1 / t.La unidad de frecuencia es el hertz, y equivale a 1 ciclo por segundo. Se la representa con el símbolo Hz.
  • PROPAGACIÓN.Un movimiento oscilatorio armónico puede propagarse a lo largo de una cuerda, si de hace oscilar uno de sus extremos. En tal caso avanza por la cuerda una serie de ondas, manteniendo constante la distancia entre dos puntos sucesivos que oscilan en igual fase. Esta distancia se llama longitud de onda (λ).Se comprende que el movimiento avanza a lo largo de la cuerda a razón de una longitud de onda λ por cada período t, de modo que la velocidad de propagación aparece dada por: v=λ/tTeniendo en cuenta la ecuación anterior: v=λ.f
  • PROPAGACIÓNEn el caso de la cuerda, las oscilaciones de sus puntos son transversales, es decir, perpendiculares a la dirección de propagación, pero también puede propagarse un movimiento oscilatorio longitudinal, es decir, que vibre en la misma dirección de propagación. Si al extremo A del resorte se le imprime un movimiento oscilatorio longitudinal, éste se propaga a lo largo de aquél, dando origen a sucesivas zonas en las que las espiras se alejan y se acercan entre sí en forma alternada.
  • SONIDOEl sonido es un movimiento oscilatorio, armónico o no, que se propaga por diferentes medios materiales (para nuestro interés, en general, el aire) y que se halla dentro de un rango de frecuencias que puede ser captado por el oído del hombre (entre 30 Hz y 20 kHz aproximadamente). Estos límites de frecuencia sólo se basan en una propiedad del organismo humano. Las vibraciones de frecuencia mayores que las audibles por el hombre reciben el nombre de ultrasonidos.
  • CLASIFICACIÓN.Las oscilaciones del sonido pueden ser periódicas (a y b) o aperiódicas (c). En el primer caso reciben el nombre de sonidos propiamente dichos, mientras que en el segundo se llaman ruidos. S e comprende que no es posible establecer una delimitación precisa entre los sonidos propiamente dichos y los ruidos..Entre los primeros, es decir, periódicos, existen dos categorías: si al vibrar las partículas describen un movimiento oscilatorio armónico, se dice que el sonido es puro (a).Si el movimiento no es armónico pero sí periódico (b), puede descomponerse en varios movimientos oscilatorios armónicos, por lo cual se le conoce como compuesto
  • SONIDOPara que el movimiento resultante sea periódico es necesario que las frecuencias de todos los componentes sean múltiplos de una dada, que es la frecuencia fundamental de ese sonido. Las demás vibraciones reciben el nombre de armónicas de esa vibración fundamental y sus frecuencias son el doble, el triple, etc. de la fundamental.La composición de las diferentes armónicas se realiza sumando algebraicamente, para cada abscisa, las ordenadas de todas las componentes. En la figura el sonido d es la resultante de la composición de la onda fundamental a y de las armónicas b y c.
  • PROPAGACIÓN.Las vibraciones del sonido en el aire son longitudinales, se propagan en la misma dirección del rayo, dando lugar a zonas de compresión y de depresión.La distancia entre dos puntos en igual fase de compresión o depresión es la longitud de onda λ.En un medio homogéneo infinito, estas zonas de compresión y de depresión se propagan a partir de la fuente sonora F en forma de ondas esféricas concéntricas.La velocidad del sonido, su frecuencia y la longitud de onda se relacionan así: c=λ.f y f=c/λC = velocidad del sonido
  • INTENSIDAD DEL SONIDO.La intensidad I del sonido viene determinada por la energía por unidad de tiempo (es decir potencia P) que atraviesa la unidad de sección perpendicular a la dirección de propagación. I=P/SLa intensidad del sonido se expresa en W/cm2. El sonido audible más débil tiene una intensidad de alrededor de 10-16 W/cm2, un sonido de 10-4 W/cm2 de intensidad llega a producir sensación dolorosa, la intensidad de la voz humana en una conversación ordinaria es de 10-10 W/cm2.Entre el sonido audible más débil y el de mayor intensidad existe una relación de 1012. Como el oído humana es capaz de adaptarse dentro de esta enorme gama, cuando se comparan entre sí las intensidades de dos sonidos es preferible expresar dicha relación como potencia de 10 o, mejor, mediante el logaritmo decimal del cociente. Así la relación entre una intensidad de 10-7 W/cm2 y otra de 10-12 W/cm2 queda expresada por: log 10-7 / 10-12 = log 105 = 5
  • INTENSIDAD DEL SONIDOLa unidad para expresar la intensidad relativa de un sonido es el bel. Cuando un sonido es 10 veces más intenso que otro, se dice que su intensidad es de 1 bel respecto del primero.El bel no se emplea habitualmente; en su lugar se utiliza el decibel (db) que es su décima parte. Por lo tanto, en lugar de decir que un sonido es 3 beles más intenso que otro, se dice que su intensidad es 30 db mayor.El número de decibeles es el logaritmo decimal de la relación entre las intensidades multiplicado (el logaritmo) por 10.
  • INTENSIDAD DELSONIDO.Ejemplo: si tenemos un sonido de 4,2x10-8 W/cm2 y otro de 1,4x10-10 W/cm2, la intensidad relativa del primero respecto del segundo, expresada en decibeles, será: I(db) = 10 x log 4,2x10-8 / 1,4x10-10 I(db) = 10 x log (3 x 102) I(db) = 24,8 dbPara expresar la intensidad relativa de un sonido es habitual tomar como patrón de comparación el sonido más débil audible, 10-16 W/cm2
  • AUDICIÓNESTRUCTURA DELOÍDO
  • MEMBRANA BASILAR
  • ORGANO DE CORTI
  • MECANISMO DE LA AUDICIÓN.Oído medio.La función principal del oído medio consiste en hacer los ajustes necesarios para transmitir el sonido que llega por un medio gaseoso (el aire), al medio líquido contenido en el caracol.Las ondas de presión que llegan por el conducto auditivo externo ponen en vibración la membrana del tímpano, y sus movimientos son transmitidos a la cadena de huesecillos. Esta cadena hace las veces de una palanca que transmite los desplazamientos de la membrana del tímpano a la ventana oval, reduciendo su amplitud 1,3 veces.Prácticamente, la membrana del tímpano no refleja la energía recibida, de modo que todo el trabajo que la presión ejerce sobre ella se trasmite al pie del estribo.
  • Mecanismo de la audición Oído medio.El trabajo que una onda de presión P1 ejerce sobre la membrana del tímpano viene determinada por:W = P1 . ∆V1Y como:∆V1 = S1 . ∆x1Resulta:W = P1 . S1 . ∆x1Por análogas razones, para la bse del estribo tenemos:W = P2 . S2 . ∆x2De las dos últimas ecuaciones se obtiene:P2 . S2 . ∆x2 = P1 . S1 . ∆x1De la cual surge:P2 = P1 . S1/S2 . ∆x1/∆x2Como la superficie de la membrana del tímpano es alrededor de 15 veces mayor que la de la base del estribo y ∆x1 es 1,3 veces mayor que ∆x2, la presión que se ejerce en la ventana oval resulta:P2 = P1 x 15 x 1,3 = 20 x P1Es decir, el oído medio transmite al oído interno una presión 20 veces mayor que la que recibe.
  • MECANISMO DE LA AUDICIÓN.Oído interno.