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这张图核心是解释人和动物(以猫头鹰为例)的声音定位机制差异与关键原理,具体要说明的点有这些:
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人类声音定位的特点
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声音来自正上方(A 点)时,声波到达左右耳的时间差、强度差几乎为零,大脑无法直接精准定位,需要通过头部转动改变声源与双耳的相对位置,形成差异后才能判断方位;
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声音来自侧面(B 点)时,头部会对声波形成遮挡,使双耳接收到的声音产生时间差和强度差,大脑依靠这两个差异就能快速定位声源。
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猫头鹰的声音定位优势图中展示猫头鹰的头部 / 耳部结构,是为了对比说明:猫头鹰的耳朵位置不对称(左右耳高低、角度不同),且头部可大幅转动,无需移动身体就能让双耳接收到的声波产生明显差异,因此对声音(尤其是猎物的细微声响)的定位精度远高于人类,这也是其夜间捕猎的重要生理基础。
简单来说,这张图通过人、猫头鹰的对比,清晰呈现了 **“双耳时间差 / 强度差是声音定位的核心依据,而头部结构与运动能弥补定位盲区、提升定位能力”** 这一核心逻辑。
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双耳时间差答案:指声源发出的声波到达人左右两只耳朵的时间存在的差异,是人类进行声音方位判断的核心依据之一,侧面声源引发的时间差更明显,大脑可据此感知声源位置。
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双耳强度差答案:指声波到达左右耳时的强度差异,源于头部对声波的遮挡作用,通常高频声波的强度差更为显著,与双耳时间差共同参与声音定位过程。
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声音定位盲区答案:指人耳难以精准判断声源方位的区域,最典型的是头顶正上方,该区域声波到达双耳的时间差与强度差几乎为零,大脑无法依靠这两个线索定位,需转动头部改变声波接收条件才能判断。
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简述人类实现声音定位的核心生理机制,并说明正上方声音难以精准定位的原因。答案:人类声音定位的核心机制是双耳时间差与双耳强度差的协同作用。① 双耳时间差:侧面声源的声波到达两耳时间不同,大脑依据时间差感知方位;② 双耳强度差:头部遮挡使声波到达两耳的强度不同,高频声的强度差贡献更突出。正上方声音难以定位的原因:该区域声波到达双耳的时间差和强度差几乎为零,大脑缺乏核心定位线索,需通过转动头部改变声源与双耳的相对位置,产生时间差和强度差后才能判断方位。
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对比人类与猫头鹰在声音定位能力上的差异,分析二者生理结构对定位效果的影响。答案:二者差异主要体现在定位精度与无头部转动定位能力上。① 人类:双耳对称分布,正上方存在定位盲区,需转动头部获取定位线索,对夜间微弱声响的定位精度较低;② 猫头鹰:双耳位置不对称(左右耳高低、角度不同),无需转动头部就能让声波到达双耳产生时间差和强度差,且头部可大幅转动(可达 270°),能精准捕捉夜间猎物的细微声响,定位精度远高于人类。
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举例说明生活中利用双耳效应进行声音定位的场景,并解释其原理。答案:示例 —— 在嘈杂的商场里听到朋友喊自己的声音,能快速转身找到朋友。原理:该场景利用了双耳效应(双耳时间差 + 双耳强度差)。朋友的声音从侧面传来,声波到达两耳的时间和强度存在差异,大脑接收并分析这两组差异信号,即可判断出声源的具体方位。
结合实验心理学相关知识,设计一个验证双耳时间差是声音定位关键依据的实验方案,要求明确实验目的、自变量、因变量、控制变量及基本实验流程。答案:实验目的:验证双耳时间差是人类声音定位的关键依据。自变量:声波到达双耳的时间差(设置三个水平:0ms、5ms、10ms)。因变量:被试判断声源方位的正确率。控制变量:① 声波强度(保持固定分贝);② 声波频率(选用人耳最敏感的 1000 - 4000Hz);③ 实验环境(隔音实验室,消除回声干扰);④ 被试头部状态(要求保持静止,避免头部转动产生新线索)。实验流程:
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选取 20 名听力正常的健康被试,进入隔音实验室,保持头部静止。
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通过耳机向被试双耳播放相同频率、相同强度的声波,分别设置时间差为 0ms、5ms、10ms 三个条件,每个条件重复测试 20 次,随机呈现不同条件。
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要求被试在听到声音后,立即报告声源的感知方位(如正前方、左侧、右侧)。
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统计并分析不同时间差条件下被试方位判断的正确率。
实验预期:时间差为 0ms 时,被试方位判断正确率最低;随着时间差增大(5ms、10ms),被试方位判断正确率显著提升,以此证明双耳时间差是声音定位的关键依据。

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