Органы чувств – это специализированные структуры, через которые отделы головного мозга получают информацию из внутренней или внешней среды. С их помощью человек способен воспринимать окружающий мир.
Органы чувств – афферентный (рецепторный) отдел системы анализатора . Анализатор — это периферическая часть рефлекторной дуги, которая осуществляет связь между центральной нервной системой и окружающей средой, принимает раздражение и передает его через проводящие пути в кору мозга, там происходит переработка информации и формируется ощущение.
5 органов чувств человека
Сколько основных органов чувств у человека?
Всего у человека принято разделять 5 чувств. В зависимости от происхождения их делят на три типа.
- Органы слуха и зрения походят из эмбриональной нервной пластинки. Это нейросенсорные анализаторы, относятся к первому типу .
- Органы вкуса, равновесия и слуха развиваются из эпителиальных клеток, которые передают импульс нейроцитам. Это сенсорно-эпителиальные анализаторы, относятся ко второму типу .
- Третий тип включает периферические части анализатора, которые ощущают давление и прикосновение.
Зрительный анализатор
Основные структуры глаза: глазное яблоко и вспомогательный аппарат (веки, мышцы глазного яблока, слезные железы).
Глазное яблоко имеет овальную форму, крепится с помощью связок, может совершать движение с помощью мышц. Состоит из трех оболочек: внешней, средней и внутренней. Внешняя оболочка (склера) — это белковая оболочка непрозрачной структуры окружает поверхность глаза на 5/6. Склера переходит постепенно в роговицу (она прозрачная), которая составляет 1/6 часть внешней оболочки. Область перехода называется лимбом.
Средняя оболочка состоит из трех частей: сосудистой оболочки, цилиарного тела и радужки. Радужка имеет цветной окрас, в центре нее находится зрачок, благодаря его расширению и сужению, регулируется поступление света на сетчатку. При ярком свете зрачок сужается, а при недостаточном освещении, наоборот, расширяется, чтобы уловить больше световых лучей.
Внутренняя оболочка — это сетчатка. Сетчатка находится на дне глазного яблока, обеспечивает световосприятие и цветовосприятие. Фотосенсорные клетки сетчатки — это палочки (около 130 млн.) и колбочки (6-7 млн.). Палочковые клетки обеспечивают сумеречное зрение (черно-белое), колбочки служат для дневного зрения, различения цветов. Глазное яблоко имеет внутри хрусталик и камеры глаза (переднюю и заднюю).
Значение зрительного анализатора
С помощью глаз человек получает около 80% информации об окружающей среде, различает цвета, форму предметов, способен видеть даже при минимальном поступлении света. Аккомодационный аппарат дает возможность сохранять четкость предметов при переводе взгляда вдаль, или близком чтении. Вспомогательные структуры защищают глаз от повреждений, загрязнений.
Слуховой анализатор
Орган слуха включает внешнее, среднее и внутреннее ухо, которые осуществляют восприятие звуковых раздражений, генерируют импульс и передают его в кору височной зоны. Слуховой анализатор неотделим от органа равновесия, поэтому внутреннее ухо чувствительно к изменениям гравитации, к вибрации, вращению, перемещению тела.
Наружное ухо делится на ушную раковину, слуховой ход и барабанную перепонку. Ушная раковина это эластичный хрящ, с тонким шаром кожи, определяет источники звука. Строение наружного слухового хода включает две части: хрящевую в начале и костную. Внутри расположены железы, которые вырабатывают серу (имеет бактерицидное действие). Барабанная перепонка воспринимает звуковые колебания и передает их на структуры среднего уха.
Среднее ухо включает барабанную полость, внутри которой расположены молоточек, стремя, наковальня и Евстахиеву трубу (связывает среднее ухо с носовой частью глотки, регулирует давление).
Внутреннее ухо делится на костный и перепончатый лабиринт, между ними течет перилимфа. Костный лабиринт имеет:
- преддверие;
- три полукружных канала (находятся в трех плоскостях, обеспечивают равновесие, контролируют перемещение тела в пространстве);
- улитку (в ней находятся волосковые клетки, которые воспринимают звуковые колебания и передают импульс на слуховой нерв).
Значение слухового анализатора
Помогает ориентироваться в пространстве, различая шумы, шорохи, звуки на разном расстоянии. С его помощью осуществляется обмен информации при общении с другими людьми. С рождения человек слыша устную речь, сам учится говорить. Если возникают врожденные нарушения слуха, то ребенок не сможет разговаривать.
Строение органов обоняния человека
Рецепторные клетки находятся в задней части верхних носовых ходов. Воспринимая запахи, они передают информацию на обонятельный нерв, который доставляет ее в обонятельные луковицы головного мозга.
С помощью запаха человек определяет доброкачественность пищи, или чует угрозу жизни (угарный дым, токсические вещества), приятные ароматы поднимают настроение, запах еды стимулирует выработку желудочного сока, способствуя пищеварению.
Органы вкуса
На поверхности языка располагаются сосочки – это вкусовые рецепторы, на апикальной части которых находятся микроворсинки воспринимающие вкус.
Чувствительность рецепторных клеток к пищевым продуктам разная: кончик языка восприимчив к сладкому, корень – к горькому, центральная часть – к соленому. Через нервные волокна сгенерированный импульс передается в вышележащие корковые структуры вкусового анализатора.
Органы осязания
Воспринимать окружающий мир человек может через прикосновения, с помощью рецепторов на теле, слизистых, в мышцах. Они способны различать температуру (терморецепторы), уровень давления (барорецепторы), боли.
Нервные окончания имеют высокую чувствительность в слизистых оболочках, мочке уха, а, к примеру, восприимчивость рецепторов в области спины низкая. Осязание дает возможность избегать опасности – убрать руку от горячего или острого предмета, определяет степень болевого порога, сигнализирует о повышении температуры.
План:
1. ЗРИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ 1
2. ОРГАН СЛУХА 14
3. ОРГАН ОБОНЯНИЯ 24
4. ОРГАН ВКУСА 28
5. Список используемой литературы 33
ОРГАНЫ ЧУВСТВ
Органы чувств - это анатомические образования, воспринимающие какое-либо внешнее воздействие (свет, звук, запах, вкус и т. д.) и преобразующие его в нервный импульс, который передается затем в головной мозг, где располагаются корковые отделы анализаторов ощущений. Каждый анализатор включает: 1) периферический прибор, воспринимающий внешнее воздействие и трансформирующий его в нервный импульс; 2) проводящие пути, по которым нервный импульс поступает в головной мозг; 3) нервный центр в коре большого мозга (корковый конец анализатора, где анализируются внешние воздействия и осмысливаются взаимоотношения организма с внешней средой). Восприятие внешнего воздействия может быть непосредственным, или контактным: чувство прикосновения (тактильное), боли, температуры, вкуса, и дистанционным (на расстоянии): чувство зрения, слуха, обоняния. Таким образом, при помощи органов чувств человек получает всю информацию об окружающем его мире, изучает ее и отвечает на внешние воздействия конкретными действиями.
ЗРИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
Зрительный аппарат, apparatus visus , имеет огромное значение в процессе восприятия окружающего мира. В эволюционном плане зрительный аппарат прошел путь от простейших световоспринимающих клеток до сложнейшего органа, способного двигаться, проводить и изменять световой поток, направлять его на специальные светочувствительные клетки, воспринимать черно-белое и цветное изображение, видеть предмет в объеме и на различном расстоянии. Зрительный аппарат располагается в глазнице, стенки которой выполняют защитную роль, и состоит из глаза и вспомогательных органов (веки, слезный аппарат и глазодвигательные мышцы).
Глаз, oculus (рис. 1), состоит из глазного яблока и зрительного нерва с его оболочками. Глазное яблоко, bulbus oculi, шаровидное, с двумя выступающими - передним и задним - полюсами.
Рис. 1. Строение глазного яблока.
1 - фиброзная оболочка; 2 - сосудистая оболочка; 3 - вены глазного яблока; 4 - сетчатка; 5 - зрительный нерв; 6 - стекловидное тело; 7 - конъюнктива; 8 - ресничная мышца (меридиональные волокна); 9 - ресничная мышца (циркулярные волокна); 10 - хрусталик, 11 - роговица; 12 - передняя камера глаза; 13 - радужка; 14 - мышца, суживающая зрачок; 15 - мышца, расширяющая зрачок; 16 - венозный синус склеры; 17 - ресничное тело; 18 - ресничные отростки.
Передний полюс соответствует наиболее выступающей части наружной фиброзной оболочки (роговицы), а задний -наиболее выступающей части, расположенной латеральнее места выхода зрительного нерва. Линия, соединяющая эти точки, называется наружной осью глазного яблока. Линия, соединяющая точку внутренней поверхности роговицы (соответствует переднему полюсу) с точкой на поверхности внутренней (чувствительной) оболочки глаза - сетчатке (соответствует заднему полюсу), получила название внутренней оси глазного яблока. При нарушении взаимоотношения длин наружной и внутренней осей глазного яблока (возникает при изменении светопреломляющих свойств его отделов) изображение предметов фокусируется или перед сетчаткой (близорукость, миопия), или за ней (дальнозоркость, гиперметропия); в том и другом случае требуется коррекция зрения (фокусировка изображения на сетчатке), достигаемая путем ношения очков. Выделяют также зрительную ось глазного яблока - линию, соединяющую его передний полюс с центральной ямкой сетчатки (точкой наилучшего видения).
Глазное яблоко состоит из оболочек: наружной фиброзной, средней сосудистой, и внутренней чувствительной (сетчатка), - и ядра глаза (водянистая влага передней и задней камер, хрусталик, стекловидное тело).
Фиброзная оболочка глазного яблока, tunica fibrosa bulbi, - наружная плотная оболочка, выполняющая защитную и светопроводящую функции. Передняя, меньшая, ее часть прозрачная называется роговицей. Задняя, большая, часть имеет белесоватый цвет, непрозрачная и называется склерой. Границей между роговицей и склерой служит циркулярная борозда склеры, sulcus sclerae.
Роговица, cornea, - одна из прозрачных, светопроводящих и светопреломляющих сред глаза, представляет собой выпукло-вогнутую (в виде часового стекла) округлую пластинку, лишенную кровеносных и лимфатических сосудов. Питание ее происходит за счет водянистой влаги передней камеры глаза. Роговица состоит в основном из особой плотной волокнистой соединительной ткани, называемой собственным веществом (стромой), покрыта снаружи многослойным плоским неороговевающим эпителием, а изнутри - однослойным плоским эпителием (эндотелий) роговицы. В роговице содержится большое количество нервных окончаний, что обусловливает рефлекторное смыкание век при малейшем прикосновении к ней.
Склера, sclera, состоит из плотной волокнистой соединительной ткани и выполняет защитную и опорную функции. Видимая часть склеры в области глазной щели покрыта эпителием, переходящим в эпителий конъюнктивы глаза. В области перехода склеры в роговицу (лимб) находятся небольшие, неправильной формы, выстланные эндотелием разветвленные полости, сообщающиеся между собой и образующие венозный синус склеры (шлеммов канал), обеспечивающий отток водянистой влаги из передней камеры глаза. В задней ее части имеются многочисленные отверстия, через которые проходят сосуды и выходят пучки волокон зрительного нерва. На склере прикрепляются глазодвигательные мышцы.
Сосудистая оболочка глазного яблока, tunica vasculosa bulbi, содержит большое количество кровеносных сосудов, обеспечивая питание сетчатки глаза и выделение водянистой влаги. Она регулирует интенсивность светового потока и кривизну хрусталика. Сосудистая оболочка состоит из собственно сосудистой оболочки, ресничного тела и радужки.
Собственно сосудистая оболочка , choroidea, составляет большую часть сосудистой оболочки и выстилает изнутри заднюю часть склеры. Она образована сосудами и соединительной тканью с пигментными клетками, рыхло сращена с наружной оболочкой; между ними находится узкая щель - околососудистое пространство.
Ресничное тело, corpus ciliare, представляет собой среднюю утолщенную часть сосудистой оболочки, лежащую между собственно сосудистой оболочкой и радужкой в виде кругового валика позади радужки, с наружным ресничным краем которой ресничное тело сращено. Строму (основу) ресничного тела составляет рыхлая соединительная ткань, богатая сосудами и гладкими мышечными клетками. Передний отдел имеет радиарно направленные ресничные отростки, processus ciliares, которые состоят преимущественно из сосудов и образуют ресничный венец, corona ciliaris. К последнему крепятся радиарно расположенные волокна ресничного пояска, идущие с передней и задней поверхностей хрусталика. Задний отдел отростков не имеет, состоит в основном из гладких мышечных клеток и называется ресничным кружком. В толще ресничного тела залегает ресничная мышца, m. ciliaris, в которой выделяют циркулярные, радиарные и продольные (меридиональные) мышечные волокна.
Ресничное тело продуцирует водянистую влагу передней и задней камер глаза и регулирует ее обмен. Сокращение ресничной мышцы приводит к расслаблению ресничного пояска, ослаблению натяжения капсулы хрусталика, что ведет к увеличению кривизны последнего и усилению его преломляющей способности, составляющей основу механизма аккомодации (возможность хорошо видеть предметы, расположенные на различном расстоянии от глаза).
Радужка, iris, - самый передний отдел сосудистой оболочки, имеет форму диска диаметром 10-12 мм, поставленного во фронтальной плоскости с отверстием - зрачком, pupilla, в центре. Радужка состоит из соединительной ткани с сосудами, пигментных клеток, определяющих цвет глаз, и мышечных волокон, расположенных циркулярно и радиарно. В радужке различают: пе реднюю поверхность, fades anterior, составляющую заднюю стенку передней камеры глаза; зрачковый край, margo pupillaris, ограничивающий зрачковое отверстие, заднюю поверхность, fades posterior, составляющую переднюю поверхность задней камеры глаза; ресничный край, margo ciliaris, соединяющийся с ресничным телом при помощи гребенчатой связки, заполняющей образованный радужкой и роговицей радужно-роговичный угол. Радиарно расположенные в толще радужки мышечные волокна мышцы, расширяющей зрачок, m. dilatator pupillae, при сокращении увеличивают отверстие зрачка, а циркулярные волокна - сфинктер зрачка, m. sphincter pupillae, сокращаясь, уменьшают его.
Внутренняя (чувствительная) оболочка глазного яблока, tunica interna bulbi, сетчатка, retina, плотно прилежит к сосудистой оболочке на всем ее протяжении до края зрачка. В сетчатке выделяют заднюю зрительную часть, pars optica retinae, и меньшую переднюю «слепую» часть, объединяющую ресничную часть, pars ciliaris, и радужковую часть, pars iridica сетчатки. Границей между частями сетчатки являются хорошо видимый зубчатый край, ora serrata, соответствующий месту перехода собственно сосудистой оболочки в ресничный кружок сосудистой оболочки.
Зрительная часть сетчатки состоит из наружной пигментной части, pars pigmentosa, прилежащей к сосудистой оболочке, и внутренней нервной части, pars nervosa. В последней выделяют до 10 слоев нервных клеток. К важнейшим составным элементам внутренней части сетчатки относятся нейросенсорные клетки с отростками в форме колбочек и палочек, которые являются светочувствительными элементами глазного яблока. Именно в них кванты света трансформируются в нервные импульсы. Колбочки воспринимают световые лучи при ярком (дневном) свете и одновременно являются рецепторами цвета. Это преимущественно рецепторы дневного света. Общее из количество в сетчатке человека равно 6-7 млн. Отсутствие колбочковых клеток того или иного функционального типа обусловливает врожденную цветовую слепоту (дальтонизм). Палочки функционируют при сумеречном освещении (рецепторы сумеречного света) и отвечают за черно-белое зрение. Их общее число в сетчатке равно 120 млн. Остальные нервные клетки выполняют связующую роль. Их аксоны, соединяясь в один пучок, образуют зрительный нерв, который выходит из сетчатки. В заднем отделе сетчатки находится место выхода зрительного нерва - диск зрительного нерва диаметром 1,5-1,7 мм. В нем отсутствуют световоспринимающие клетки, поэтому область диска называется слепым пятном. В центре диска имеется углубление, где выходят стволы центральных артерии и вены сетчатки. Латеральнее диска зрительного нерва расположено желтоватого цвета пятно, macula. Оно соответствует заднему полюсу глаза и является местом наилучшего видения за счет скопления здесь большого количества колбочек (около 2500). Палочки в этом месте отсутствуют.
Пять чувств позволяют нам познавать окружающий мир и реагировать наиболее соответствующим образом. За зрение отвечают глаза, за слух - уши, за обоняние - нос, за вкус - язык, а за осязание - кожа. Благодаря им мы получаем информацию о нашем окружении, которая анализируется и истолковывается головным мозгом . Обычно наша реакция направлена на продление приятных ощущений или на прекращение неприятных.
Зрение
Из всех доступных нам чувств мы чаще всего используем зрение . Мы можем видеть благодаря множеству органов: световые лучи проходят через зрачок (отверстие), роговицу (прозрачную мембрану), затем через хрусталик (орган, похожий на линзу), после чего на сетчатке глаза (тонкая мембрана в глазном яблоке) возникает перевернутое изображение. Изображение преобразуется в нервный сигнал благодаря выстилающим сетчатку рецепторам - палочкам и колбочкам, и передается в головной мозг через зрительный нерв. Мозг распознает нервный импульс как изображение, переворачивает его в нужном направлении и воспринимает в трехмерном виде.
Слух
По мнению ученых, слух - второе наиболее используемое человеком чувство. Звуки (колебания воздуха) через слуховой проход проникают к барабанной перепонке и заставляют ее вибрировать. Затем они проходят через окно преддверия - отверстие, закрытое тонкой пленкой, и улитку заполненную жидкостью трубку, раздражая при этом слуховые клетки. Эти клетки преобразуют колебания в нервные сигналы, посылаемые в головной мозг. Мозг распознает эти сигналы как звуки, определяя уровень их громкости и высоту.
Осязание
Миллионы рецепторов, расположенные на поверхности кожи и в ее тканях распознают прикосновение, нажатие или боль, затем посылают соответствующие сигналы спинному и головному мозгу. Головной мозг анализирует и расшифровывает эти сигналы, переводя их в ощущения - приятные, нейтральные или неприятные.
Обоняние
Мы способны различать до десяти тысяч запахов, некоторые из которых (ядовитые газы, дым) оповещают нас о близкой опасности. Расположенные в полости носа клетки выявляют молекулы, являющиеся источником запаха, затем посылают соответствующие нервные импульсы в мозг. Мозг опознает эти запахи, которые могут быть приятными или наоборот неприятными. Ученые определили семь основных запахов: ароматический (камфорный), эфирный, душистый (цветочный), амброзиевый (запах мускуса - вещества животного происхождения, используемого в парфюмерии), отталкивающий (гнилостный), чесночный (серный) и, наконец, запах горелого. Обоняние часто называют чувством памяти: действительно, запах может напомнить об очень давнем событии.
Вкус
Менее развитое чем обоняние, чувство вкуса сообщает о качестве и вкусовых особенностях потребляемой пищи и жидкостей. Вкусовые клетки, расположенные на вкусовых сосочках - маленьких бугорках на языке, определяют оттенки вкуса и передают соответствующие нервные импульсы в мозг. Мозг анализирует и идентифицирует характер вкуса.
Как мы пробуем пищу?
Чувства вкуса не достаточно, чтобы оценить пищу, и обоняние также играет очень важную роль. В носовой полости находятся две чувствительные к запахам обонятельные области. Когда мы едим, запах пищи достигает этих областей, которые «определяют», вкусная пища или нет.
Органы чувств как источник ин
фо
рм
ац
ии
об
ок
ру
жа
ющ
ем
ми
ре
Мир, полный к ра с о к , з ву к о в и зап а х о в дарят нам наши органы чувств
Вероятно, в первый период существования жизни на Земле наша планета представлялась живым существам совершенно темным беззвучным миром. Постепенно они научились ощущать запахи, вкус, тепло и холод, прикосновения, приобретя тем самым осязание, обоняние, вкус - первые внешние чувства. С их помощью древние организмы искали пищу, уходили от опасностей. Постепенно первым существам открывался мир красок и звуков. Животные приобретали защитную окраску, научились тихо подкрадываться к добыче или затаиваться от врага. Все совершеннее становилось их восприятие, все разнообразнее воспринимаемый ими мир живой природы.
Представим себе, что человек стоит на берегу моря. Ветер бросает ему в лицо соленые брызги. Перед ним - бескрайняя синева и золотое солнце.
Он слушает шум моря, вдыхает его неповторимый запах. Человек чувствует себя сильным и счастливым, ощущает каждый свой мускул, все свое тело, крепко стоящее на земле. В его мозге рождается единый образ - море, который он уже никогда не забудет.
1. ОРГАН ЗРЕНИЯ
Через орган зрения человек получает наибольший объем информации по сравнению с другими органами чувств. «Стянутая рыбачья сеть, закинутая на дно глазного бокала и ловящая солнечные лучи» - так представил мудрый грек Герофил сетчатку глаза. Сетчатка, как доказал ученый, - именно сеть и именно ловящая… отдельные, единые и неделимые кванты лучистой энергии Солнца. Квантовый характер поглощения и возникновения излучения установлен в настоящее время для всего диапазона электромагнитного спектра. Впервые гипотезу о возникновении излучения порциями энергии высказал в 1900 г. ученый Планка (1858-1947 гг.)
По чувствительности глаз приближается к идеальному физическому прибору, т.к. нельзя создать прибор, который зарегистрировал бы энергию меньше одного кванта.
Где h - постоянная Планка, равная 6,624*10-27 эрг*с
v - частота излучения, с-1
Этим уникальным свойством глаза воспользовались ученые - пионеры атомной и ядерной физики. Уже столетия наука изучает глаз, открывает все новые его свойства и тайны. Неразгаданной пока тайной, одной из самых трудных и неизученных проблем современной физиологии органов чувств является цветное зрение. Совершенно неизвестно, как мозг расшифровывает приходящие к нему сигналы о цвете.
Глаз - это сложная оптическая система. Световые лучи попадают от окружающих предметов в глаз через роговицу. Роговица в оптическом смысле - это сильная собирающая линза, которая фокусирует расходящиеся в разные стороны световые лучи. Причем оптическая сила роговицы не меняется и дает всегда постоянную степень преломления.
Склера является непрозрачной наружной оболочкой глаза, соответственно, она не принимает участия в проведении света внутрь
глаза.
Доказано, что оптика глаза - всего лишь окно, в которое влетают кванты света; что сетчатка глаза и мозг делают полученное изображение четким, объемным, цветным и осмысленным
Но глаз человек не может воспринимать излучение сверх высокой интенсивности и различать короткие сигналы (длительностью до 0,05 с.).
Принято считать, что средний человеческий глаз в средних условиях дневного освещения воспринимает чрезвычайно узкий (по сравнению со спектром возможных излучений) диапазон длин волн: от 380
до 780 нм
(1 нанометр = 10-9м) или (0,38 ?0,78 мкм).
Очень невелика и разрешающая способность глаза: минимальный размер объекта, различаемого глазом, оказывается порядка одного микрометра (10-6м). Поэтому мир мы НЕ видим таким, каков он есть на самом деле
, а новые методы и идеи физики, математики, химии, биологии - залог грядущих открытий в этой области.
2. ОРГАНЫ СЛУХА. ЗВУК. РЕЗОНАНСНАЯ ТЕОРИЯ СЛУХА
Мир наполнен самыми разнообразными звуками. Шум ветра и волн, раскаты грома и стрекотание кузнечиков, пение птиц и голоса людей, крики животных и звуки движения транспорта - все эти звуки улавливаются ушной раковиной и вызывают вибрацию барабанной перепонки.
Человеческое ухо состоит из трёх частей: наружного, среднего и внутреннего, строение каждого из которых, в свою очередь, представляет довольно сложную систему. Давайте попробуем вместе разобраться в этом сложном процессе, который мы называем «слух».
С помощью ушной раковины мы определяем направление, откуда поступает звук. Наружный слуховой проход - это вытянутый канал, стенки которого продуцируют жидкую субстанцию, более известную нам как сера. Она предназначена для удаления инородных тел и предотвращения попадания различных насекомых за счет специфического запаха. Из-за глубины наружного слухового прохода температура и влажность у барабанной перепонки сохраняются практически постоянными, а последняя сохраняет свою подвижность. В то же время барабанная перепонка хорошо защищена от любых повреждений.
Частотный диапазон звуков, воспринимаемых ухом 16-20 до 20000 Гц
Частотный диапазон речи 1200-9000 Гц
Частота звуковых колебаний, к которым наиболее чувствительно ухо 1500-3000Гц
Через систему звуковых косточек среднего уха звуки превращаются в импульсы и передаются воспринимающим клеткам головного мозга
Как именно мозг расшифровывает эти импульсы и «узнает» звуки, ученым пока неясно.
Но звуки, воспринимаемые человеческим ухом, являются важным источником информации, позволяют легче приспосабливаться к окружающему миру. Что такое звук, как он возникает, распространяется, его параметры изучает специальный отдел физики - акустика.
Звук или звуковая волна может распространяться только в материальной среде, это упругая волна, вызывающая у человека слуховые ощущения. Более 20000 нитевидных рецепторных окончаний, находящихся во внутреннем ухе, преобразуют механические колебания в электрические импульсы, которые по 30000 волокон слухового нерва передаются в головной мозг человека и вызывают у него слуховые ощущения. Колебания воздуха с частотой от 16 Гц до 20 кГц в секунду мы слышим. 20000 колебаний в секунду - это самый высокий звук самого маленького деревянного инструмента в оркестре - флейты - пикколо, а 16 колебаниям соответствует звук самой низкой струны самого большого смычкового инструмента - контрабаса.
Колебания голосовых связок могут создать звуки в диапазоне от 80 до 1400 Гц
, хотя зафиксированы рекордно низкая (44 Гц) и высокая (2350 Гц) частоты.
Доказано, что длина и натяжение голосовых связок определяет высоту голоса певца. У мужчин она составляет (18?25) мм (бас - 25 мм, тенор - 18 мм),
а у женщин - (15?20) мм.
В телефоне, например, для воспроизведения голоса человека используется область частот от 300 Гц до 2 кГц. Диапазон частоты основных мод колебаний некоторых инструментов приведен на рисунке:
Первой подлинно научной теорией слуха была теория замечательного немецкого естествоиспытателя, физика и физиолога Германа Гельмгольца.Ее называют резонансной теорией, она подтверждалась сотнями опытов, проведенными многими учеными. Но в последние годы, с помощью электронного микроскопа, обнаружились некоторые неточности этой теории, в частности, в восприятии высоких и низких звуков. Гельмгольца и итальянца Корти считают пионерами в изучении слуха, хотя они сделали лишь первые шаги. За последние 100 лет пройден немалый путь к познанию науки о слухе, сейчас идет речь о том, чтобы ее уточнять и развивать дальше. Ведь любая научная теория обязательно должна развиваться, приносить людям новые факты. Таким образом, диапазон восприятия органов слуха ограничен небольшими пороговыми возможностями восприятия малой и большой интенсивности звука, а также малым частотным диапазоном воспринимаемых звуков.
3. ОРГАНЫ ЧУВСТВ КОЖИ
Удивительно приятно подставить лицо свежему ветру! На лице, губах есть множество специальных клеток, ощущающих и прохладу ветра и его давление. Кожа не только наша защита, но и огромный источник информации об окружающем нас мире, притом источник очень достоверный. Часто мы не верим ушам и глазам своим, а ощупываем предмет - хотим убедиться в том, что он есть, узнать, какой он на ощупь. Для всех этих ощущений есть специализированные клетки, неравномерно «разбросанные» по телу.
Ухо воспринимает только звук, глаз - свет, а кожа - прикосновение и давление, тепло и холод, и, наконец, боль. Главное кожное чувство - осязание, ощущение прикосновения. Кончик языка, губы и кончики пальцев обладают самой большой чувствительностью к давлению и прикосновению. Например, на коже кончиков пальцев ощущение прикосновения возникает при давлении всего лишь 0,028 - 0,170 г на мм2
кожи. Не вся кожа чувствует прикосновение, а только отдельные ее точки, которых около полумиллиона. В каждой точке находится нервное окончание, поэтому даже ничтожное давление передается нерву и мы ощущаем легкое прикосновение.
Органы осязания не позволяют отличить друг от друга слабые раздражители и достаточно мелкие шероховатости.
Концентрация вредных жидкостей на коже и диапазон воспринимаемой человеком температуры невелик и обеспечивает только режим биологического выживания организма.
3.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТКАНЕЙ ОРГАНИЗМА
Электрическое сопротивление отдельных участков тканей зависит преимущественно от сопротивления слоя кожи. Через, кожу ток проходит, главным образом, по каналам потовых и, отчасти, сальных желез; сила тока зависит от толщины и состояния поверхностного слоя кожи.
Кожа — наружный покров тела. Ее площадь составляет около 2 м2. Кожа состоит из трех основных слоев. Наружный слой — эпидермис — образован многослойной эпителиальной тканью, которая постоянно слущивается и обновляется за счет размножения более глубоко расположенных клеток. Под слоем эпидермиса расположен слой соединительной ткани — дерма. Здесь находятся многочисленные рецепторы, сальные и потовые железы, корни волос, кровеносные сосуды и лимфатические сосуды. Самый глубокий слой - подкожная клетчатка - образован жировой тканью, которая служит «подушкой» для органов, изолирующим слоем, «складом» питательных веществ и энергии.
Основная функция кожи — защитная, предохранение от механических воздействий, препятствие попаданию в организм посторонних веществ, болезнетворных микробов.
Электрическое сопротивление человеческого тела определяется в основном сопротивлением поверхностного рогового слоя кожи — эпидермиса. Тонкая, нежная и особенно покрытая потом или увлажненная кожа, а также кожа с поврежденным наружным слоем эпидермиса хорошо проводит электрический ток. Сухая, огрубевшая кожа является весьма плохим проводником. В зависимости от состояния кожи и пути тока, а также значения напряжения сопротивление тела человека составляет от 0,5—1 до 100 кОм.
4. ОРГАН ОБОНЯНИЯ
Как можно описать запах свежести, как объяснить разницу между запахом розы и тухлого яйца? Описать можно, если сравнить его с другим знакомым запахом! Есть физические приборы для измерения силы тока и силы света, но нет меры, которой бы можно было определить и измерить силу запаха. Хотя такой прибор очень нужен и современной химии, и парфюмерии, и пищевой промышленности и многим другим отраслям науки и практики. 
Мы удивительно мало знаем об естественном органе обоняния, органе, ловящем запахи.
Нет до сих пор теории восприятия запаха, нет и закона. Пока есть только опыты и научные гипотезы, хотя самый первый шаг к познанию запаха был сделан 2 тыс. лет назад. Великий Лукреций Кар предложил объяснение чувству обоняния: всякое пахучее вещество испускает крошечные молекулы определенной формы.
5. ОРГАН ВКУСА
Вкус - понятие сложное, не только язык чувствует «вкусное». Вкус ароматной дыни зависит и от ее запаха. Осязательные клетки в полости рта обеспечивают новый оттенок вкуса, например, вяжущий вкус неспелых плодов.
Вкус во рту воспринимается вкусовыми луковицами - микроскопическими образованиями в слизистой оболочке языка. У человека во рту их несколько тысяч. Каждая луковица состоит из 10?15 вкусовых клеток, расположенных в ней подобно долькам апельсина. Экспериментаторы научились регистрировать слабую биоэлектрическую реакцию отдельных вкусовых клеток, вводя в них тончайший микроэлектрод. Оказалось, что одни клетки реагируют сразу на несколько вкусов, а другие - только на какой-нибудь один.
Но неясно, как мозг разбирается во всей этой массе импульсов, которые несут информацию о вкусе: горьком или сладком, горько-соленом или кисло-сладком. Первая классификация вкусов была предложена М. В. Ломоносовым. Он насчитал семь простых вкусов, из которых сейчас общепринято только четыре: сладкий, соленый, кислый и горький. Это простые, самые первичные вкусы, у них нет никакого привкуса. Разные области языка у человека по-разному ощущают вкус.
На кончике языка находится скопление «сладких» луковиц, поэтому сладкое мороженое надо пробовать кончиком языка. За кислоту отвечает задний край языка, а за соленое - передний его край. Горькую редьку чувствует задняя стенка языка. Но вкус пищи мы ощущаем всем языком. Вместе с горьким лекарством врач приписывает еще какое-нибудь другое, которое отбивает неприятный вкус, т.к. из двух вкусов можно получить третий, не похожий ни на тот, ни на другой. Важнейшая проблема науки о вкусе состоит в отыскании взаимосвязи между молекулярной структурой вкусовой клетки, физико-химической природой вещества и самим вкусом. И на вопрос: «Чем же ограничен диапазон восприятия органа вкуса?» можно ответить, что для него характер на чувствительность только к ограниченному набору веществ и химических соединений, которые потребляет организм человека. Но человек - биологическое существо, все его органы чувств формировались в течение длительной эволюции, поэтому диапазон их восприятия был достаточным для адаптации к жизни в земных условиях. Но узкий диапазон восприятия органов чувств по сравнению с многообразием природных информационных сигналов всегда был тормозом в развитии научных представлений об окружающем мире.
Но человек - биологическое существо, все его органы чувств формировались в течение длительной эволюции, поэтому диапазон их восприятия был достаточным для адаптации к жизни в земных условиях. Но узкий диапазон восприятия органов чувств по сравнению с многообразием природных информационных сигналов всегда был тормозом в развитии научных представлений об окружающем мире.
6. ОРГАНЫ ЧУВСТВ И ПРОЦЕСС ПОЗНАНИЯ
Человек получает от каждого органа чувств ограниченный объем информации. Поэтому процесс познания окружающего мира можно сравнить с ситуацией, которая возникла в притче о пяти слепых, каждый из которых пытался представить себе, что такое слон.
Первый слепой взобрался на спину слона и считал, что это стена. Второй, ощупывая ногу слона, решил, что это колонна. Третий взял в руки хобот и принял его за трубу. Слепой, который дотронулся до бивня, подумал, что это сабля. А последнему, поглаживающему хвост слона, показалось, что это веревка.
Так и недостаток восприятий чувств приводит к противоречивым и неоднозначным представлениям о структуре окружающего мира. Жизненный опыт оказывается недостаточным при изучении явлений, определяемых временными интервалами и пространственными размерами, которые недоступны для наблюдения. В таких условиях дополнительная информация получается экспериментальными установками, с помощью которых можно расширить диапазон принимаемых сигналов, и парадоксальными физическими теориями, описывающими основные закономерности физических явлений. И, несмотря на ограниченный диапазон восприятия, человек пытается определить структуру вещества и понять природу многочисленных эффектов вне доступного органам чувств диапазонов колебаний.
С помощью органа обоняния, расположенного в эпителии верхней части полости носа, человек может различать предметы по запаху, определять качество пищи и вдыхаемого воздуха. Орган вкуса дает возможность определить вкус пищи, который человек воспринимает при помощи специальных нервных окончаний, находящихся в особых образованиях ротовой полости – вкусовых сосочках , расположенных на поверхности языка. Разные участки языка воспринимают разные вкусы: кончик языка – сладкое, корень – горькое, бока – кислое, края и кончик – солёное.
С помощью зрения человек различает цвета, формы, размеры наблюдаемых объектов. Глаза располагаются в глазницах черепа. Движение глазных яблок обеспечивают мышцы, прикрепляющиеся к их наружной поверхности. С помощью век, ресниц и слёзной железы обеспечивается защита глаз от инородных мелких частиц. Брови, расположенные над глазами, предохраняют их от попадания пота.
Глаз имеет белковую оболочку – склеру , которая определяет форму глазного яблока. Склера переходит спереди в прозрачную роговицу . Через роговицу хорошо видна радужная оболочка , которая регулирует размер зрачка и определяет цвет глаза. Внутренний слой глаза называется сетчаткой . Он состоит из фоторецепторных клеток, имеющих вид колбочек и палочек. За зрачком расположен хрусталик , прилегающий к радужке. Он имеет форму двояковыпуклой линзы. Пространство между роговицей и хрусталиком заполнено жидкостью. Само же глазное яблоко наполнено стекловидным телом – прозрачной массой желеобразной консистенции. К глазу подходят кровеносные сосуды и нервы. Свет, попадая на сетчатку, вызывает возбуждение в нервных окончаниях глаза – рецепторах, через которые в головной мозг – кору больших полушарий – передаётся возбуждение.
С помощью органа слуха человек получает возможность воспринимать различные звуки окружающего мира, благодаря чему он может ориентироваться в окружающей среде. Орган слуха образуют наружное, среднее и внутреннее ухо.
Наружное ухо состоит из ушной раковины , слухового прохода и барабанной перепонки . Евстахиева труба и три мелкие косточки – молоточек , наковальня и стремечко – относятся к среднему уху . И, наконец, внутреннее ухо состоит из сложной системы сообщающихся между собой каналов и полостей, напоминающих улитку. В улитке имеются жидкость и нервные окончания. Непосредственно с головным мозгом внутреннее ухо соединяет слуховой нерв .
Чувство осязания возникает у человека благодаря коже . В коже, особенно в пальцах рук, ладонях, подошвах, губах и т. д., находится большое количество нервных окончаний, что и обеспечивает их повышенную чувствительность. Чувствительность кожи подразделяют на четыре вида: болевую, тактильную (осязание и давление), холодовую и тепловую. Нарушение чувствительности кожи может быть связано с заболеванием внутренних органов. При помощи кожи человек защищается и от механических воздействий (удары, давление и т. д.), а также от ультрафиолетового облучения.