O OUVIDO HUMANO

 A maior parte do aparelho auditivo está localizada no interior da cabeça.

            As ondas sonoras, ao atingirem a orelho, são dirigidas para  o interior do canal auditivo , na extremidade do  qual existe uma membrana , semelhante á pele de um

tambor, denominada tímpano. O tímpano é tão delicado e sensível que variações de pressão muito pequenas da anda sonora são suficientes para colocá-lo em vibrações.

            Essas vibrações são comunicadas a um pequeno osso chamado martelo que, por sua vez aciona outro osso ( a bigorna), o qual, finalmente, faz vibrar um terceiro osso, denominado estribo. Com esse processo, as vibrações são sucessivamente ampliadas, tornando nosso ouvido capaz de perceber sons de intensidade muito baixa.

            Finalmente, as vibrações amplificadas chegam ao ouvido terno, que tem a forma de um caracol. A cóclea é revestida por pêlos muito pequenos e em seu interior, existe um líquido que facilita a propagação do som. As ondas sonoras na cóclea colocam pequenos pêlos em vibrações, estimulado células nervosas que, por meio do nervo auditivo, envia os sinais ao cérebro Dessa maneira, a pessoa tem a percepção do som.

Nível de intensidade sonora

            A intensidade do som está relacionada com  a energia que é transportada pela onda sonora. Quantitativamente define-se intensidade I de uma onda da seguinte maneira:

            Seja  ΔE a energia que esta onda transporta através de uma área A, e u intervalo de tempo Δt. Tem-se , por definição

                                    I = ΔE/ A. Δt.

            No Sistema  Internacional , a unidade para a medida de I será:

                                               1.J/m².s = Js/m² = 1W/m²

            Existe um valor mínimo da intensidade sonora capaz de sensibilizar o aparelho auditivo, Este valor mínino depende da freqüência do som, variando também de uma pessoa para outra. Para uma freqüência  aproximada de 1 000 hertz e para u ouvido normal,  este limite mínimo é cerca de 10^-12 W/m². Para você perceber que este valor PE muito pequeno, informamos que esta intensidade corresponde a uma amplitude de vibração de 10^-9 c

(menor do que o raio de um átomo). Vemos, então que nossos ouvidos é um detector extraordinariamente sensível, capaz de perceber um deslocamento desta ordem de grandeza.

            Por outro lado, ondas sonoras cujas intensidades possuem valores próximos de 1W/m2 podem chegar a causar dores e danos ao ouvido. Esta intensidade corresponde a uma amplitude de vibração da ordem de 0,01 mm.

            O valor 10^-12 W/m² é usualmente representado por I₀ e tomado como referência para comparações das intensidades dos diversos sons, coo veremos a seguir ( I₀ = 10^-12 W/m²).

            Pesquisadores que estudaram os fenômenos relacionados com a intensidade do som perceberam que a “sensação” produzida em nosso ouvido, pelo som de uma intensidade  I  não  varia proporcionalmente a esta intensidade. Por exemplo, e só de intensidade  I₂= 2l₁  não produz em nosso ouvido, uma “sensação” duas vezes mais intensa do que aquela produzida pó I1. Na realidade, os cientistas verificaram qu esta sensação varia co o logaritmo  da intensidade sonora.

            Por essa razão, para medir esta característica do nosso ouvido, foi definida uma grandeza , β , denominada nível de intensidade , da seguinte maneira

                                                                         β= log I/I₀

onde I é a intensidade da onda sonora é  I₀ =10^-12 W/m² .

            A unidade para medida dessa grandeza foi denominada 1 bel = 1B ( como vimos, e homenagem a Graham Bell). Observe então, que

Se, I =I_0,  temos β = log I₀ /I₀  = log 1 donde β= 0

Se, I= 10 I₀, temos β = log 10I₀ /I₀ = log 10 donde β =1B

Se, I= 100 I₀  temos β = log 100I₀ / I₀  = log 100 donde β= 2B

e assim por sucessivamente.

Logo , o som de 1 B possui intensidade 10 vezes maior do que o som de intensidade I₀, o de 2 B possui intensidade 100 vezes maior do que I₀  etc.

Como dissemos, a unidade mais usada para  a medida de β é 1 dB= 0,1 B. Assim, os valores acima seria β = 1B = 10 dB, β= 2B= 20 dB e β= 3B =  30 dB.

Uma pessoa normal é capaz de perceber sons de frequência compreendidos entre 20 hertz e 20 000 hertz. Deve-se observar, entretanto, que para cada uma dessas frequências há nível mínimo de intensidade, abaixo do qual o som não é percebido. Por exemplo, se um som de 100 hertz possui um nível de intensidade de 20 dB , ele não será audível , pois o ponto correspondente a esse valores esta abaixo , que fornece os limites da audição.  Já um som de 2 000 hertz pode ser ouvido  mesmo que seu nível de intensidade se negativo ( β< 0 ou I <10 ^-12 W/m² ).

Fonte: Luiz,Antônio Máximo Ribeiro da,Beatriz Alvarenga Álvares, Física 1 vol 2- São Paulo; Scpione,2006