生態觀察報告 :第三者觀察報告 nt097
聽覺-動物的聽覺範圍

第三者觀察報告
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專欄:生態
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    聽覺觀察


      五感是指視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺五種感官感覺。在戶外觀察的時候,我們最常依靠的是視覺與聽覺,運用視覺可以眼見為憑比較能夠當下立判。但是關於聽覺,我們只能靠著那些聽得到的聲音來判斷,因為聲源的出現與聲音的感知能力,萬物皆有異,對聽覺的認識,確需要多下功夫才能理解。




    聲波:


      是聲源振動引起空氣產生疏密波(聲波),當聲波的頻率和強度達到一特定值範圍內,才能引起動物的聽覺。



    耳朵:


      耳朵包含了聽覺與平衡感兩種結構。將有關聽覺與平衡感的神經刺激由耳部送進腦部。



    聽覺:


      聽覺指的是聲源振動引起空氣產生疏密波(聲波),通過外耳和中耳組成的傳音系統傳遞到內耳,經內耳的環能作用將聲波的機械能轉變為聽覺神經上的神經衝動,後者傳送到大腦皮層聽覺中樞而產生的主觀感覺。




    動物聽覺



      聽覺對於動物有重要意義,動物會利用聽覺逃避敵害,捕獲食物。而人類的語言和音樂,一定程度上是以聽覺為基礎的。人的聽覺人耳能感受到的振動頻率範圍為20-20000赫茲,隨著年齡的增長聽覺上限會不斷降低。


      聽覺範圍



        動物低頻(Hz 赫玆)高頻(Hz 赫玆)
        蟋蟀與蟬26,000 (6kHz)
        大象1710,000 (10kHz)
        人類2020,000 (20kHz)
        2335,000 (35kHz)
        夜蛾2550,000 (50kHz)
        5533,500 (33.5kHz)
        6045,000 (45kHz)
        猴子11045,000 (45kHz)
        大鼠65060,000 (60kHz)
        老鼠1,00090,000 (90kHz)
        蝙蝠3,000120,000 (120kHz)





        次聲波與超音波


        人的聽覺範圍在20~20KHz,而次聲波與超音波是人聽覺範圍外的聲波。

        次聲波


        次聲波的音頻小於20Hz(赫茲)在5~20Hz 之間,人幾乎無法聽到次聲波。低頻波如地震、火山爆發、隕星墜落、極端的氣候現象或者巨浪可以在空氣中導致次聲波。這樣的次聲波可以傳播數千公里。不容易衰減,不易被水和空氣吸收。次聲波的波長往往很長,因此能繞開某些大型障礙物發生繞射。某些次聲波能繞地球2至3周。

        次聲波與動物


        次聲波具有極強的穿透力,老虎在狩獵的怒吼可產生18赫茲的次聲波,造成獵物驚惶失措甚至昏迷。大象能感受到微弱的次聲波,因此大象感測的到遠處的地震、火山爆發、海嘯等。研究發現大象不是只有我們聽到的吼叫聲,母象會使用次聲波的悄悄話來與象群溝通,例如邀請遠方三公里外的雄象來交配,提醒其他大象附近有獵食者,或是告知象群有新生小象即將誕生等。

        超音波


        超音波指的是音波頻率超過 20kHz ,「每秒20000次」 已經被認定為超音波的範圍。典型超音波大約2MHz到10MHz的頻率。





    魚類聽覺


      魚類的耳朵不外露。魚類有和人類很相似的內耳構造來負責聽覺。確切地說它們長的是耳石,位置在頭骨堙C聲音在水中造成水波,內耳及側線系統感應水波,內耳及側線系統會將聲音造成的水波經聽神經和側線系統傳到腦部的聽覺神經網路。雖然魚耳的構造比高等脊椎動物簡單,但功能和人類一樣,一是收聽聲音,二是保持軀體平衡。



    昆蟲聽覺


      聽覺器官可能分佈在昆蟲身體任何部位,例如翅、腿部、口器等處。昆蟲的聽覺器官—Tympanate ,在解剖與功能上可劃分成3個區域: 1. 鼓膜 (the tympanum) 2. 氣管囊 (the tracheal sac) 3. 鼓膜器 (the tympanal organ)

      昆蟲聽覺的頻率範圍


        許多昆蟲(蟋蟀與蟬)能聽到2-6 kHz的聲音頻率。
        大部分昆蟲聽的頻率範圍為30-60 kHz,此範圍也是蝙蝠回聲定位的頻率範圍。
        一些螟蛾(pyralid moths)、螽斯與螳螂可聽到≧100 kHz的頻率範圍。
        夜蛾Noctuid moths 25-50kHz
        直翅目螽蟴亞目 (Ensifera) 遠端的對高頻率振動反應,近端的對低頻率的振動反應。
        網翅目(Dictyoptera) 25-50 kHz
        蟑螂 5 kHz以下








    主要參考資料
    • 昆蟲的聽覺 /蔡任圃
    • 小小神經科學:聽覺
    • Schiffman, H.R., Sensation andPerception. An Integrated Approach, New York: John Wiley and Sons, Inc., 2001
    • 維基百科,次聲波與超音波







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