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Questions and Answers
La derivata seconda dell'oscillazione è d²s/dt² = -s * ω² cos(ωt).
La derivata seconda dell'oscillazione è d²s/dt² = -s * ω² cos(ωt).
True (A)
A basse frequenze, la componente di resistenza viscosa è predominante rispetto a quelle elastiche e inerziali.
A basse frequenze, la componente di resistenza viscosa è predominante rispetto a quelle elastiche e inerziali.
False (B)
Alla risonanza, la resistenza che la forza deve vincere per mantenere l'oscillazione è principalmente di tipo elastico.
Alla risonanza, la resistenza che la forza deve vincere per mantenere l'oscillazione è principalmente di tipo elastico.
False (B)
Il rapporto spostamento/forza è massimo alla risonanza e rappresenta una relazione di 1/η.
Il rapporto spostamento/forza è massimo alla risonanza e rappresenta una relazione di 1/η.
A frequenze elevate oltre la risonanza, l'ampiezza dello spostamento aumenta con 1/mω².
A frequenze elevate oltre la risonanza, l'ampiezza dello spostamento aumenta con 1/mω².
Il condotto uditivo aumenta l'intensità del suono che raggiunge il timpano.
Il condotto uditivo aumenta l'intensità del suono che raggiunge il timpano.
Il guadagno in decibel di un suono di 10 dB corrisponde a una diminuzione della sua intensità .
Il guadagno in decibel di un suono di 10 dB corrisponde a una diminuzione della sua intensità .
L'orecchio medio amplifica l'energia sonora proveniente dall'aria.
L'orecchio medio amplifica l'energia sonora proveniente dall'aria.
Il rapporto tra la superficie del timpano e quella della finestra ovale è 16:1.
Il rapporto tra la superficie del timpano e quella della finestra ovale è 16:1.
Gli ossicini dell'orecchio medio operano come un sistema di leve per aumentare l'energia sonora.
Gli ossicini dell'orecchio medio operano come un sistema di leve per aumentare l'energia sonora.
La potenza sonora che entra nella coclea è insignificante per attivare i recettori uditivi.
La potenza sonora che entra nella coclea è insignificante per attivare i recettori uditivi.
L'analogia tra l'orecchio medio e un cambio di bicicletta riguarda l'adattamento della forza e della velocità .
L'analogia tra l'orecchio medio e un cambio di bicicletta riguarda l'adattamento della forza e della velocità .
La scala vestibolare e quella timpanica sono in comunicazione all'apice della coclea attraverso l'elicotrema.
La scala vestibolare e quella timpanica sono in comunicazione all'apice della coclea attraverso l'elicotrema.
L'endolinfa ha un potenziale elettrico negativo rispetto al liquido intracellulare.
L'endolinfa ha un potenziale elettrico negativo rispetto al liquido intracellulare.
La stria vascolare è responsabile della secrezione di endolinfa nella scala media.
La stria vascolare è responsabile della secrezione di endolinfa nella scala media.
Le frequenze udibili causano uno spostamento del fluido lungo tutta la lunghezza delle scale fino all'elicotrema.
Le frequenze udibili causano uno spostamento del fluido lungo tutta la lunghezza delle scale fino all'elicotrema.
La membrana basilare offre resistenza meccanica costante, indipendentemente dalla frequenza del suono.
La membrana basilare offre resistenza meccanica costante, indipendentemente dalla frequenza del suono.
Il concetto di tonotopia si riferisce alla capacità della membrana basilare di rispondere in modo selettivo alle diverse lunghezze d'onda sonore.
Il concetto di tonotopia si riferisce alla capacità della membrana basilare di rispondere in modo selettivo alle diverse lunghezze d'onda sonore.
La Teoria di Von Bekesy afferma che la membrana basilare si comporta come un prisma di luce, separando le frequenze sonore.
La Teoria di Von Bekesy afferma che la membrana basilare si comporta come un prisma di luce, separando le frequenze sonore.
I rebbi di un carillon, come paragonati da Von Helmholtz, hanno tutte la stessa lunghezza e massa.
I rebbi di un carillon, come paragonati da Von Helmholtz, hanno tutte la stessa lunghezza e massa.
I rebbi più lunghi e flessibili oscillano a frequenze più alte.
I rebbi più lunghi e flessibili oscillano a frequenze più alte.
Il sistema uditivo è un insieme di meccanismi che cooperano per migliorare la percezione dei suoni.
Il sistema uditivo è un insieme di meccanismi che cooperano per migliorare la percezione dei suoni.
La risonanza selettiva descrive il fenomeno in cui solo le porzioni della membrana basilare intonate vibrano con maggiore ampiezza.
La risonanza selettiva descrive il fenomeno in cui solo le porzioni della membrana basilare intonate vibrano con maggiore ampiezza.
Un diapason di diverse dimensioni vibra sempre alla stessa frequenza.
Un diapason di diverse dimensioni vibra sempre alla stessa frequenza.
I frequenzimetri elettrici non utilizzano il principio di risonanza selettiva.
I frequenzimetri elettrici non utilizzano il principio di risonanza selettiva.
Il modello di Helmholtz considera l'interazione tra le diverse sezioni della membrana basilare tramite il liquido che la circonda.
Il modello di Helmholtz considera l'interazione tra le diverse sezioni della membrana basilare tramite il liquido che la circonda.
L'energia sonora è distribuita uniformemente su tutta la membrana basilare.
L'energia sonora è distribuita uniformemente su tutta la membrana basilare.
L'interazione fluida tra le sezioni della membrana basilare si comporta come se ci fosse un elastico intrecciato.
L'interazione fluida tra le sezioni della membrana basilare si comporta come se ci fosse un elastico intrecciato.
Von Bekesy ha utilizzato la luce stroboscopica per osservare che la membrana basilare agisce come una serie di elementi isolati.
Von Bekesy ha utilizzato la luce stroboscopica per osservare che la membrana basilare agisce come una serie di elementi isolati.
Quando un'onda sonora entra nella coclea, provoca oscillazioni in singole porzioni della membrana basilare.
Quando un'onda sonora entra nella coclea, provoca oscillazioni in singole porzioni della membrana basilare.
Ogni rebbio agisce come parte di un sistema indipendente secondo il modello di Helmholtz.
Ogni rebbio agisce come parte di un sistema indipendente secondo il modello di Helmholtz.
Le frequenze basse fanno cortocircuitare il liquido nelle porzioni più vicine alla finestra ovale.
Le frequenze basse fanno cortocircuitare il liquido nelle porzioni più vicine alla finestra ovale.
A bassa frequenza, la componente elastica della membrana è maggiore rispetto alla massa del liquido.
A bassa frequenza, la componente elastica della membrana è maggiore rispetto alla massa del liquido.
La tonotopia della membrana basilare è il risultato dell'interazione tra caratteristiche meccaniche e distribuzione dell'energia sonora.
La tonotopia della membrana basilare è il risultato dell'interazione tra caratteristiche meccaniche e distribuzione dell'energia sonora.
Il modello di Von Helmholtz include come variabili la resistenza elastica, la massa del liquido e l'attrito viscoso.
Il modello di Von Helmholtz include come variabili la resistenza elastica, la massa del liquido e l'attrito viscoso.
L'analisi di Fourier consente di analizzare la risposta di ogni sezione della coclea a una onda complessa.
L'analisi di Fourier consente di analizzare la risposta di ogni sezione della coclea a una onda complessa.
La derivata prima di una cosinusoide è sempre positiva.
La derivata prima di una cosinusoide è sempre positiva.
Secondo il modello di oscillatore armonico, la risonanza è specifica per le caratteristiche di massa e rigidità .
Secondo il modello di oscillatore armonico, la risonanza è specifica per le caratteristiche di massa e rigidità .
Le frequenze alte coinvolgono una massa maggiore da mettere in moto rispetto alle basse frequenze.
Le frequenze alte coinvolgono una massa maggiore da mettere in moto rispetto alle basse frequenze.
L'attrito viscoso non influisce sulla risposta in frequenza della coclea.
L'attrito viscoso non influisce sulla risposta in frequenza della coclea.
Il comportamento di una sezione della coclea può essere descritto da un'equazione differenziale di primo grado.
Il comportamento di una sezione della coclea può essere descritto da un'equazione differenziale di primo grado.
Flashcards
Orecchio esterno: Funzione
Orecchio esterno: Funzione
L'orecchio esterno è il primo componente del sistema uditivo e svolge il ruolo di incanalare le onde sonore al timpano.
Condotto uditivo: Amplificazione
Condotto uditivo: Amplificazione
Il condotto uditivo aumenta l'intensità del suono prima che raggiunga il timpano, agendo come un imbuto.
Decibel (dB): Misura dell'intensità del suono
Decibel (dB): Misura dell'intensità del suono
L'aumento di intensità del suono viene misurato in decibel (dB). Un aumento di 10 dB corrisponde a un aumento di 10 volte dell'intensità del suono.
Orecchio medio: Adattamento di impedenza
Orecchio medio: Adattamento di impedenza
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Meccanismo di leve: Amplificazione della forza
Meccanismo di leve: Amplificazione della forza
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Adattamento, non amplificazione
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Potenza Sonora: Coclea e Recettori uditivi
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Elicotrema
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Potenziale Endolinfa
Potenziale Endolinfa
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Stria Vascolare
Stria Vascolare
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Membrana di Reissner
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Membrana Basilare
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Frequenze Subsoniche
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Frequenze Udibili
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Cortocircuiti del Liquido
Cortocircuiti del Liquido
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Tonotopia nella Membrana Basilare
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Relazione tra Lunghezza del Rebbo e Frequenza
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Risonanza Selettiva
Risonanza Selettiva
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Esperimenti con Diapason
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Applicazione del Principio di Helmholtz
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Limiti del Modello di Helmholtz
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Energia e Distribuzione nella Membrana Basilare
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Interazione Meccanica
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Teoria di Von Bekesy: Onde Viaggianti
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Onda Viaggiante
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Derivata seconda dello spostamento
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Spostamento e Accelerazione
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Componente Viscosa
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Equazione Completa del Sistema Oscillatorio
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Risonanza
Risonanza
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Risposta della coclea alle differenti frequenze
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Prevalenza di Massa o Elasticità nella coclea
Prevalenza di Massa o Elasticità nella coclea
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Oscillatore Armonico
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Modello di Helmholtz
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Resistenza Elastica (k)
Resistenza Elastica (k)
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Massa (m)
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Attrito Viscoso (η)
Attrito Viscoso (η)
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Equazione differenziale della coclea
Equazione differenziale della coclea
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Study Notes
AMPLIFICAZIONE E ADATTAMENTO DI IMPEDENZA NEL SISTEMA UDITIVO
- Il sistema uditivo converte le onde sonore in segnali nervosi.
- Il suono deve essere amplificato e adattato all'impedenza dei fluidi dell'orecchio interno.
- L'orecchio esterno, medio e interno lavorano di concerto per convertire i suoni in segnali nervosi.
Orecchio Esterno: Incanalamento del Suono
- Condotto uditivo: Funziona come un imbuto, incanalando le onde sonore verso il timpano, aumentando l'intensità del suono.
- Guadagno in decibel (dB): Un aumento di 10 dB corrisponde a una moltiplicazione dell'intensità del suono per 10.
Orecchio Medio: Adattamento di Impedenza, Non Amplificazione
- Catena degli ossicini (martello, incudine e staffa): Svolge un ruolo fondamentale nell'adattamento di impedenza, massimizzando la trasmissione dell'energia sonora dall'aria ai fluidi dell'orecchio interno.
- Meccanismo di leve: Il rapporto tra la superficie del timpano e della finestra ovale è di circa 16:1.
Concetti Fondamentali: Potenza, Pressione e Volume
- Potenza Sonora: L'energia sonora che entra nella coclea.
- Trasduttanza: La capacità di trasmettere l'energia sonora.
Come Aumenta la Pressione?
- Pressione, Energia e Volume: L'energia sonora può essere espressa come pressione per volume.
- Trasformazione Pressione-Volume: L'orecchio trasforma l'energia sonora in alta pressione e basso volume.
Effetto Chiodo e Effetto Leva: Due Meccanismi di Trasformazione
- Effetto Chiodo: La forza si scarica su una superficie più piccola, aumentando la pressione.
- Effetto Leva: Lo spostamento maggiore del timpano si traduce in uno spostamento minore ma con forza maggiore sulla finestra ovale, mantenendo costante l'energia.
La Coclea: Struttura e Funzione
- Modiolo e Lamina Ossea: La coclea è un condotto spirale attorno a un nucleo osseo.
- Scale e Fluidi: Tre scale (vestibolare, media e timpanica) riempite di fluidi diversi (perilinfa e endolinfa).
- Comunicazione tra Scale: La scala vestibolare e quella timpanica sono connesse all'apice della coclea.
- Potenziale Endolinfa: L'endolinfa ha un potenziale elettrico positivo.
- Stria Vascolare: Secerne attivamente l'endolinfa.
- Membrane: La scala vestibolare e media sono separate dalla membrana di Reissner. La membrana basilare offre resistenza meccanica variabile.
Percezione delle Frequenze
- Frequenze Subsoniche: Causano uno spostamento del fluido lungo tutta la scala.
- Frequenze Udibili: Causano oscillazioni nella membrana basilare.
- Cortocircuiti del Liquido: Il fluido non deve necessariamente fare tutto il giro della coclea.
TONOTOPIA NELLA MEMBRANA BASILARE: DALLE TEORIE DI HELMHOLTZ A BEKESY
- Tonotopia: La membrana basilare risponde in modo selettivo alle diverse frequenze sonore.
- Teoria di Von Helmholtz: Risonanza e "arpa" cocleare.
- Teoria di Von Bekesy: Onde viaggianti, interazione fluida tra le sezioni della membrana basilare.
- Confronto tra i Modelli: Vantaggi del Modello di Bekesy. Â
Analisi Matematica della Risposta in Frequenza
- Equazione Differenziale: Descrive il comportamento di una sezione della coclea.
- Analisi di Fourier: Analizza la risposta alla singole sinusoidi.
Risoluzione Grafica dell'equazione
- Somma Grafica di Sinusoidi: L'obiettivo è trovare la forza necessaria per ottenere uno spostamento specifico.
Analisi dei Grafici: Bassa Frequenza / Risonanza / Alta Frequenza
- Discussione della componente inerziale e elastica.
- Definizione di Risonanza: La frequenza alla quale si ha un picco di ampiezza nello spostamento.
- Analisi dei Grafici e Frequenze: Discussione della componente inerziale ed elastica, e dei singoli elementi componenti (rigidità , massa, attrito viscoso).
Funzione di Trasferimento della Sezione di Coclea
- Definizione di funzione di trasferimento e relazione tra spostamento e forza a diverse frequenze.
Risonanza e Determinazione della Frequenza di Risonanza
- Frequenza di Risonanza: Quando la componente inerziale e quella elastica si equivalgono.
- Dipendenza da Rigidità e Massa: La frequenza di risonanza diminuisce man mano che ci si sposta nella coclea.
- Effetto della Viscosità : Diminuisce l'ampiezza del picco.
Tonotopia: la Selettività delle Sezioni di Coclea
- Posizione e Risonanza: Ogni sezione della coclea risuona a una frequenza specifica.
- Sezioni Adiacenti: Le sezioni adiacenti alla sezione di risonanza non vengono eccitate allo stesso modo.
- Risonanza: Il punto in cui l'energia viene scambiata tra massa inerziale e rigidità elastica.
Spiegazione di Risonanza e Scambio di Energia
- Risonanza e Scambio di Energia: Alla risonanza avviene uno scambio perfetto di energia tra la componente inerziale e elastica e l'unica resistenza è quella viscosa.
- Energia e Frequenza: L'energia che può essere immagazzinata elasticamente non dipende dalla frequenza.
- Frequenza di Risonanza: La frequenza alla quale l'energia immagazzinata è uguale per la componente inerziale e quella elastica.
- Ruolo della Viscosità : Limita l'ampiezza del picco.
Approccio Semplificato alla Tonotopia
- Resistenza Totale: La somma della resistenza elastica, inerziale e viscosa.
Componenti di Resistenza
- La resistenza elastica è costante al variare della frequenza.
- La resistenza inerziale aumenta linearmente con la frequenza.
- Intersezione di Resistenze: L'intersezione tra le curve di resistenza elastica e inerziale determina la frequenza di risonanza per ogni sezione.
Tonotopia Passiva e Variazione di Frequenza nella Coclea
- Tonotopia Passiva: Non considera l'effetto delle cellule ciliate esterne.
- Variazione di Frequenza: La frequenza di risonanza diminuisce procedendo dalla base verso l'apice della coclea.
- Range di Frequenze Udibili: Frequenze alte alla base, frequenze basse all'apice.
- Tonotopia negli Animali: La tonotopia passiva varia nelle diverse specie animali.
I RECETTORI COCLEARI: L'ORGANO DEL CORTI E LE CELLULE CILIATE
- Struttura dell'Organo del Corti: Posizione, componenti e fluidi.
- Cellule Ciliate: Tipi (IHC, OHC), caratteristiche e funzione.
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Description
Scopri come il sistema uditivo converte le onde sonore in segnali nervosi attraverso l'amplificazione e l'adattamento di impedenza. Esplora il ruolo critico dell'orecchio esterno, medio e interno e come lavorano insieme per massimizzare la trasmissione del suono. Un quiz essenziale per comprendere il funzionamento dell'udito.
