交流电桥的示波器测量方法

传统的交流电桥教学采用毫伏表,本文给出了一种采用示波器的电桥教学与测量方法,能更直观展示电桥的幅、相关系,有更好的教学效果。     

声学随机共振实验

在特定的非线性系统中,噪声的存在能够增强信号的响应, 这种现象为随机共振. 本文实验通过观察噪声对听觉阈限的影响,使学生了解声学中的随机共振现象.     

工科物理实验教学改革的实践与探索

介绍了近年来华中科技大学物理实验中心教学改革的历程及构建物理实验创新基地的思路和体会．     

Lower Hearing Threshold by Noise

We demonstrate that noise can be a benefit factor that enables us to hear weaker signals. We measured the hearing thresholds of subjects for pure tone in different noise levels. The results show that pure tone thresholds with noise of some levels are lower than that without noise. The largest down-shift of the threshold by noise among the examined subjects is 5.7 dB, and the smallest is 1.7 dB.     

反映时序特征的听神经自发发放模型

听神经发放时序在听信息编码中起重要作用,要认识和运用听觉系统对听神经发放时序特征的利用机制必须对听神经发放时序特征有认识,但是已有的随机过程数学模型均不能很好地反映听神经发放时序特征。而关于发放的生理模型,如Hodgkin-Huxley方程、Meddis模型对发放过程的描述均是决定性的、连续性的,不能反映生理过程的离散性和发放过程的随机性。本文基于神经发放生理过程,通过对神经发放条件以及自发发放时神经递质释放时序的描述,建立了一个简单自发发放模型。模型在很好地反映听神经自发发放时序外部统计特征的同时,所得到的神经递质的释放速率在生理上也是合理的。模型还能对纯音激励时听神经的锁相发放做出定性解释,可作为进一步研究反映时序特征的有激励发放模型的基础。     

非线性物理破解神经编码机制

信息在神经系统中以脉冲点序列的形式传输和处理，神经系统如何通过脉冲点序列对所表达的信息进行编码，一直是一个谜．人们曾普遍认为，神经可能通过发放率（单位时间发放脉冲出现的次数）对信息编码，也有人猜测，神经可通过脉冲点序列的时序编码．由于神经发放的随机性，这就使得任何编码机制都面临着被表达信息的确定性与表达该信息的信号的随机性的矛盾．通过神经非线性随机动力学模型，文章作者发现，神经点序列的发放率对点序列的时序信息传输的影响，揭示了神经点序列时序信息在神经非线性传输中的随机共振特征．由此预期，并进一步通过听觉心理物理实验观察到，在一定条件下噪声对听觉的增强作用．从而通过非线性物理揭示了听觉时序编码机制的存在以及在时序编码中随机性噪声的积极作用．     

Pitch Shift in Exsomatized Cochlea Observed by Laser Interferometry

Pitch is one of the most important auditory perception characteristics of sound; however, the mechanism underlying the pitch perception of sound is unclear. Although theoretical researches have suggested that perception of virtual pitch is connected with physics in cochlea of inner ear, there is no direct experimental observation of virtual pitch processing in the cochlea. By laser interferometry, we observe shift phenomena of virtual pitch in basilar membrane vibration of exsomatized cochlea, which is consistent with perceptual pitch shift observed in psychoacoustic experiments. This means that the complex mechanical vibration of basilar membrane in cochlea plays an important role in pitch information processing during hearing.     

纯音信号的响度与响度差阈的关系

关于响度与响度差阈关系的己有假设总是不能很好地解释心理声学的实验结果，这些假设也不曾对响度的编码和判断的物理过程以及物理过程与心理反映间的联系作过明确的描述。本文基于信号检测理论和关于响度编码的两个假设：响度是一定时间Ｔ内的听神经电冲动的记数、稳态纯音激励的神经电冲动速率的时间分布是一个平稳的正态随机分布，得出纯音信号的响度差阈与响度的比与强度无关。这一关系很好地解释了纯音信号强度差阈测试的实验结果，尤其是以前难以解释的Ｗｅｂｅｒ比的中部突起、 ｎｅａｒ ｍｉｓｓ ｔｏ Ｗｅｂｅｒ’ｓ　ｌａｗ。     

纯音段的强度差阈与强度的关系

为研究不同持续时间纯音信号的强度差阈与强度的关系,采用计算机控制D／A合成在开始、结束处没有在传统测试中普遍存在的倾斜的上升沿和下降沿的测听信号,对持续时间为1ms、10ms、100ms、1000ms、5000ms、10000ms的1kHz纯音在声压为20dB、30dB、40dB、50dB、60dB、70dB、80dB、90dB、100dB时的强度差阈进行了测量,测试方式为2AFC。所得Weber比随强度的变化趋势与Riesz的纯音调制测试结果及饱和内部泊松噪声理论的预期有很大差别。所得不同持续时间信号的Weber比随强度的变化趋势相似,只是Weber比随信号持续时间增加而减小,随着信号持续时间的增加Weber比随强度的变化曲线趋于相同。这表明脉冲段比较法所得结果与Riesz的纯音调制测试结果及饱和内部泊松噪声理论的预期之间存在差别并不是因为脉冲段比较法采用长度有限的测听信号,并可能为听觉机制的研究提供了新线索。     

Suprathreshold Stochastic Resonance in Mechanoelectrical Transduction of Hair Cells

Hair cell, the sound signal sensor in the auditory system, works in an environment full of noise. This noise has been demonstrated before to be a factor beneficial to the transfer of subthreshold weak signal. We further theoretically demonstrate that in suprathreshold signal situation, noise can still be a beneficial factor and enhance the haircell nonlinear transfer of suprathreshoM signal. This reveals an additional constructive function of noise in hearing and provides theoretic foundation for relevant applications.