听觉生理——外耳的生理

1、对声波的增压作用
主要是因为外耳道的共振特征。头颅可通过对声波的反射作用而产生声压增益效应，反射波在头的声源侧集聚而产生更强的声场，该现象称障碍效应。声压增益的大小既与头围和波长的比值有关，也与声波入射方位角有关。
耳廓不仅可收集声波到外耳道，它还对声压有增益效应。实验表明，耳甲腔可使频谱峰压点在5500Hz的纯音提高10dB的增益。耳廓边缘部亦对较宽频谱范围的声波有1~3dB的增益效应。
外耳道是声波传导的通道，其一端为鼓膜所封闭。根据物理学原理，一端封闭的圆柱形管腔对波长为其管长4倍的声波起最佳共振作用。人的外耳道长约2.5~3.5cm，其共振频率的波长为10cm，按空气中声速每秒340m计算，人的外耳道共振频率理论值为3000Hz，由于外耳道的内侧端为具有弹性的鼓膜封闭，并非坚硬的界面；外耳道实为呈S形的弯曲管道，而非圆柱形直管；加之耳廓的共振效应以及头颅和耳甲等部位对声波的反射、绕射等效应，因此，外耳道的实际共振频率尚需进行修正。实验结果表明人的外耳道对2000~7000Hz声音有增益效应，正是言语感知最重要的频率范围；其中共振频率峰值在2500Hz左右，此处增益效应可达20dB。

2、对声源定位作用

耳廓通过改变了的不同频率声波传播特性提取声音定位信息，声源定位的最主要的信号是声波到达双耳的强度差和时间差。当声音从右侧传来时先抵达右耳，再抵达左耳，由于传输距离不同声音抵达左耳的强度低于右耳。另外，耳廓尚可通过对耳后声源的阻挡和耳前声源的集音而有助于声源定位。