Zintuiglijke waarneming

In dit thema leer je met welke zintuigen een organisme prikkels uit zijn milieu kan opvangen en hoe een organisme reageert op deze prikkels.

 

Het oor

Geluid

Geluid is trillingen van de luchtmoleculen. Lucht kan in trilling worden gebracht door bijvoorbeeld je stembanden, de snaren van een gitaar, of de speaker van je stereo-installatie. In een omgeving zonder lucht kan je geen lucht in trilling brengen en zal er ook geen geluid te horen zijn. In het heelal is het dus muisstil. Geluid beweegt door de ruimte heen in golven. Is de golf hoog, dan is het volume van het geluid hard. Is de golf laag, dan is het volume van het geluid zacht. De hardheid van het geluid wordt uitgedrukt in decibel (dB). Is de golf lang, dan is de toonhoogte van het geluid laag, is de golf kort, dan is de toonghoogte van het geluid wat je hoort hoog. De toonhoogte wordt bepaald door de frequentie en wordt uitgedrukt in hertz (Hz)

Geluidsgolven als bladeren vegen

Maar hoe worden deze geluidgolven nu geproduceerd. Laten we de speakers van de stereo-installatie als voorbeeld nemen. Deze speaker bewegen naar voren en naar achteren. Ze trillen. Als de speaker naar voren beweegt, dan veegt de speaker eigenlijk alle luchtmoleculen op een hoopje. De speaker creëert een gebiedje met een hoop luchtmoleculen. Dit stukje is een hogedrukgebiedje. Als de speaker weer naar achteren beweegt ontstaat er voor de speaker een stukje lucht met weinig luchtmoleculen, een lage druk gebiedje. De speaker zorgt dus door te bewegen dat er in de lucht gebieden ontstaan met hoge druk en gebieden met lage druk. Deze gebieden, of golven, planten zich voort door de ruimte, zoals de golfjes in de sloot waarin je een steen gooit.

 Geluidsgolven

Via de lucht komen de geluidsgolven aan bij het trommelvlies. Het trommelvlies begint te trillen onder invloed van de hoge- en lagedrukgebieden van de geluidsgolven. Als er een hogedrukgebied aankomt bij het trommelvlies, dan wordt het trommelvlies door het hogedrukgebiedje een beetje naar binnen gedrukt. Na het hogedrukgebiedje komt een lage drukgebiedje. Onder invloed van het lagedrukgebiedje veert het trommelvlies weer naar buiten. Door afwisselend hoge- en lagedrukgebieden op het trommelvlies af te vuren gaat het trommelvlies trillen.

Geluidsgolven die het trommelvlies bereiken

 

Een goede video, gemaakt door onze natuurkundedocent, over geluidsbronnen, geluid en  geluidsgolven is hieronder te bekijken.

Geluid is dus trillingen van luchtmoleculen. Trillende lucht brengt het trommelvlies aan het trillen. Het trillende trommelvlies brengt de gehoorbeentjes hamer, aambeeld en stijgbeugel weer aan het trillen. Het trillende stijgbeugeltje brengt in het slakkenhuis het ovale venster aan het trillen. Het trillende ovale venster laat op zijn beurt de vloeistof in het slakkenhuis trillen. De geluidstrillingen worden dus via verschillende onderdelen diep het oor in geleidt. De vloeistof in het slakkenhuis prikkelt de zintuigcellen in het slakkenhuis. De geprikkelde zintuigcellen produceren een impuls. Deze impuls wordt via sensorische zenuwen naar het gehoorcentrum van de grote hersenen gestuurd. We nemen de muziek uit de speakers waar.

Trillingen in het oor

Hoe geluidstrillingen door het oor worden opgevangen en worden omgezet in impulsen is te bekijken in onderstaande video

De buis van Eustachius is een nauwe buisvormige verbinding tussen het bovenste gedeelte van de keelholte en het middenoor. Normaal gesproken is de buis van Eustachius in rusttoestand gesloten en opent hij zich wanneer iemand gaapt, niest, slikt of kauwt - zodat lucht in het middenoor wordt toegelaten en het daar opgehoopte slijmachtige vocht het middenoor kan verlaten. Hierdoor blijft de luchtdruk aan beide zijden van het trommelvlies gelijk, en blijft het middenoor vrij van slijm, zodat het trommelvlies normaal kan functioneren en trillen, wat noodzakelijk is voor een normaal gehoor.

buis van Eustachius 3 

De buis van Eustachius kan echter om verschillende redenen geblokkeerd of verstopt raken. Als dit gebeurt, neemt de druk in het middenoor af en wordt geluid als gevolg daarvan slecht geleid, zodat het gedempt overkomt. Het oor kan vol aanvoelen door het vocht dat zich daar ophoopt, en soms is er sprake van oorpijn. Naarmate dit verstoppingsproces verder voortschrijdt, kan er zich vocht ophopen in het middenoor, wat tot ernstiger verschijnselen kan leiden.
Het middenoor is onder normale omstandigheden gevuld met lucht, die dezelfde druk en samenstelling heeft als de buitenlucht. De druk wordt gehandhaafd via de buis van Eustachius. Waarom de buis van Eustachius, vooral op jonge leeftijd, vaak niet goed werkt, is niet precies bekend. Indien de buis van Eustachius niet goed werkt, ontstaat onderdruk in het middenoor, waardoor het trommelvlies naar binnen wordt getrokken. Door de onderdruk kan het slijmvlies in het middenoor geïrriteerd raken en vocht afscheiden, waardoor het middenoor gevuld raakt met vocht in plaats van met lucht.

Buis van Eustachius 2 


Hierdoor kunnen klachten ontstaan van een vol drukkend gevoel in het oor en soms van oorpijn. Tevens treedt gehoorverlies op, omdat de geluidstrillingen door de aanwezige vloeistof gedempt worden. Bij kinderen tussen de twee en zes jaar komt deze aandoening veelvuldig voor. Vaak treedt binnen enkele weken tot maanden spontaan genezing op zonder blijvende schade. Indien de afwijking echter langer blijft bestaan of veelvuldig aanleiding geeft tot oorontstekingen, hinderlijk gehoorverlies en/of langdurige klachten van afwijkend gedrag, kan een tijdelijke beluchting van het middenoor via een trommelvliesbuisje zinvol zijn. Een trommelvliesbuisje heeft als doel een open verbinding te bewerkstelligen tussen middenoor en uitwendige gehoorgang, opdat via het buisje lucht in het middenoor komt. Er is geen alternatief om de functie van de buis van Eustachius te verbeteren. Verwijden van deze buis van Eustachius is niet mogelijk.

Trommelvliesbuisjes

Het klaren van je oren tijdens vliegreizen.

 luchtdruk tijdens het vliegen

Oorpijn is een veel voorkomend verschijnsel bij vluchten met het vliegtuig. Als het vliegtuig nog stil staat op de luchthaven dan is de druk in de buitenlucht, het vliegtuig, de gehoorgang en het middenoor van de passagiers gelijk. Als het vliegtuig gaat stijgen dan komt het vliegtuig terecht in ijlere luchtlagen. In lucht met minder lucht, dus een lagere luchtdruk. Ook in het vliegtuig zal hierdoor de luchtdruk dalen. De luchtdruk in de gehoorgang van de passengier zal gelijk zijn aan de druk in het vliegtuig, maar de druk in het middenoor is nog gelijk aan de druk van toen het vliegtuig nog op de grond stond. De druk in het middenoor is nu groter dan de druk in de gehoorgang. Het trommelvlies staat onder invloed van de hoge druk in het middenoor bol naar buiten toe. Dit veroorzaakt pijn. Door te klaren (uitademen via je neus, als je je neus dichtknijpt) open je de buis van Eustachius. Hierdoor stroomt er lucht uit het middenoor via de buis van Eustachius de keelholte in. De druk aan beide kanten van het trommelvlies wordt weer gelijk.

Klaren van de oren tijdens vlucht

Als het vliegtuig gaat dalen gebeurt het omgekeerde. Het vliegtuig komt weer terecht in lagere luchtlagen met meer lucht en een hogere druk. In het vliegtuig zal hierdoor de luchtdruk stijgen. De luchtdruk in de gehoorgang zal ook stijgen, maar de druk in het middenoor is nog gelijk aan de druk van toen het vliegtuig nog op grote hoogte zat. De druk in het middenoor is nu kleiner dan de druk in de gehoorgang. Het trommelvlies staat onder invloed van de hoge druk in gehoorgang bol naar binnen toe (Hol in de afbeelding hierboven). Dit veroorzaakt pijn. Door te klaren (uitademen via je neus, als je je neus dichtknijpt) open je de buis van Eustachius. Hierdoor stroomt er lucht uit de keelholte het middenoor in. De druk aan beide kanten van het trommelvlies wordt weer gelijk.

Luchtdruk