超声波和次声波能否听见(为什么人类听不到超声波和次声波)

人体就像一个藏着无穷奥秘的小宇宙。就拿耳朵来说吧,人的耳朵只能听到频率在20到20000赫兹之间的声音,那些超过2万赫兹的声音,被称为超声波;频率低于20赫兹的声音,被叫做次声波。但是,无论是超声波和次声波,人类都无法听到。为什么作为高级动物的人类听不到超声波和次声波呢?

超声波和次声波能否听见(为什么人类听不到超声波和次声波)(1)

要想回答这个问题,我们得先了解一下声音是如何被耳朵感知到的。人的耳朵,有一个叫耳廓的结构,它是外耳的一部分,能够收集环境中的声音。当这些声音被耳廓收集起来以后,会经由耳道传递到鼓膜,引起鼓膜振动。鼓膜的振动又经由听小骨传递到耳蜗,在那里转化为神经信号,被大脑接收。

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在这一系列过程中,有一个叫耳蜗的结构值得注意,它是一根充满淋巴液的椎管盘曲成类似蜗牛壳的形状。不同频率的声音,会刺激耳蜗上不同的区域。耳蜗外圈和内圈的半径比值决定了耳朵听到声音的最低频率。低频声波会刺激耳蜗的最顶端,更高频率的声音,则会像钢琴的琴键一样,顺着耳蜗的弯曲,一直刺激到底部末端。所以简单来说,人之所以听不见次声波和超声波,是因为人的耳蜗恰好只能感知到20到2万赫兹的声音。那么,人类为什么不能长出能听到更多声音的耳蜗呢?我们可以从进化的角度来给出一些解释。

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对动物来说,听觉最基本的作用就是感知发声物体的方位,所以对于大多数动物而言,都有两只对称的耳朵。大多数情况下,人类的大脑只需要十万分之一秒的时间就能对听到的声音做出一个准确的判断,找到它来自哪里。不过,随着声音频率的降低,波长增加,更多的声音会发生衍射,绕过脑袋的遮挡,这就让双耳听到的音量差别逐渐变小。同时,更大的波长还意味着两耳听到的声音的相位差变小,这就让大脑更难判断两个声音的时间差,当声音的频率低于200赫兹的时候,人就很难判断出声音的方向了。

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可以这么说,声音的频率越低,大脑就越难以判断声源的方向,在原始的野外,既然无法通过低频的声音来进行定位,那长出能听到更低声音的大尺寸耳蜗,不仅对生存帮助不大,还会挤占脑袋里寸土寸金的空间。对人类来说,现在20赫兹左右的低频听力极限,已经完全够用了。而与此同时,由于耳蜗的长度有限,人耳能接收到的最高频声波,也在某一个位置到达了极限,也就是2万赫兹。

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