这是人体的生理结构决定的: 声波通过外耳道传至鼓膜,鼓膜带动三块听小骨将震动传至耳蜗,耳蜗内附有毛细胞感受震动。毛细胞基底膜的不同长度横纤维可以对不同频率的声音发生共振,从而将声音从频域上分开。
人能听到声音是因为声音会引起鼓膜系统的共振,而共振的产生需要两物体固有频率相近,而20000Hz以上的超声波已大大超出鼓膜系统的频率,所以难引起共振。频率过低或过高都无法引起耳膜的共振,所以听觉系统无法察觉过低或过高的声音。
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听觉是由耳、听神经和听觉中枢的共同活动来完成的。耳是听觉和位觉(平衡觉)的外周感觉器官。耳由外耳、中耳构成的传音器和内耳感音、平衡器所组成。外耳露于体表,中耳和内耳埋藏在颞骨岩部内,外耳和中耳是声波的传导器官。
内耳有感受声音和位觉的感受器,是听、位觉器官的主要部分。声波通过外耳道、鼓膜和听小骨传到内耳,使内耳的感音器官(柯蒂氏器官)发生兴奋,将声能转变为神经冲动,再经过听神经传入中枢,产生听觉。鼓膜的共振再引起三块听小骨的同样强度的共振。
共振传导到听小骨以后,由于听骨链的作用,大大加强了能量,起到了扩音的作用。听骨链的共振引起耳蜗内淋巴的共振,刺激内耳的听觉感受器,听觉感受器兴奋后所产生的神经冲动沿位听神经中的耳蜗神经传到大脑皮层的听觉中枢,产生听觉。位听神经由内耳中的前庭神经和耳蜗神经组成。