질문 요약
cochlear 속에서 전파되는 wave는 종파인지 횡파인지 인지 궁금합니다. stapes가 oval window를 앞뒤로 때리면 횡파가 생성되어 위아래로 굽이치는 파도인지? 만약 vestibular canal의 lymph액 안에서 이동하는 wave가 횡파가 아닌 종파라면 왜 종파가 형성되는 것인지 궁금합니다.
답변 요약
종파와 횡파는 파동의 진행 방향과 매질의 진행 방향에 따라 구분됩니다. 종파는 파동이 옆으로 움직이며 파장만을 갖게 되는 파동이고, 횡파는 파동이 상하 또는 좌우로 모두 움직이며 파동의 진폭을 만드는 파장입니다. 코클레에서는 외부에서 들어오는 소리가 이들 파장에 따라 전달되어 청각을 일으킵니다. cochlea 내부의 perilymph fluid의 횡파 움직임은 워터파크의 파도풀을 생각하면 이해하기 쉬워요. 파도풀에서 파도 발생 장치가 물을 밀치며 물결을 만들듯이, stapes가 oval window를 밀치는 방식으로 유체는 상하와 좌우로 모두 움직입니다. 이렇게 유체의 움직임은 mid ear에 위치한 기름성막과 밑에 있는 basilar membrane, 또 그 사이에 있는 hair cell을 위아래로 움직여 hair의 물리적 변형을 일으킵니다. 이 변형은 receptor potential을 만들어 청각 신호로 전환됩니다.
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코클레어에서의 파동 이해하기
최근에 질문을 주셨던 분의 질문에 대해 답변 드리겠습니다. 질문은 "코클레어 속에서 전파되는 파도가 종파인지 횡파인지"에 대한 것이었습니다. 이를 이해하기 위해서는 먼저 파동에 대한 기본적인 이해가 필요합니다. 파동은 종파와 횡파로 구분될 수 있고, 이는 파동의 진행 방향과 매질의 진행 방향에 따라 결정됩니다.
종파와 횡파에 대한 이해
종파는 매질의 진행 방향과 같은 방향으로 진행하는 파동을 의미합니다. 즉, 파동이 옆으로 움직이는 것을 상상하면 됩니다. 그렇기 때문에, 종파는 파동의 파장만을 갖게 됩니다.
반면, 횡파는 매질의 진행 방향과 수직 방향으로 진행하는 파동을 의미합니다. 즉, 파동이 상하 또는 좌우로 움직이는 것을 상상하면 됩니다. 그렇기 때문에, 횡파는 파동의 진폭을 만들어 냅니다.
코클레어에서의 파동 전파
코클레어에서는 외부에서 들어오는 소리가 위와 같은 파동의 형태로 전달되어 우리의 귀는 소리를 인지하게 됩니다. 코클레어 내부의 청신경 세포는 이 파동을 감지하고, 이를 전기 신호로 변환하여 우리의 뇌로 전달합니다. 그렇다면 여기서 질문의 핵심인 "코클레어 속에서 전파되는 파도가 횡파인가 종파인가"에 대해 알아보겠습니다.
코클레어 내부의 체액인 perilymph fluid의 움직임은 횡파의 움직임을 떠올리는데 도움이 될 것입니다. 이를 이해하기 가장 좋은 비유는 워터파크의 파도풀을 생각해보는 것입니다. 파도풀에서 파도 발생 장치가 물을 밀치며 물결을 만들듯이, 코클레어에서는 고막에 부착된 작은 뼈, stapes가 oval window를 밀치는 방식으로 유체는 상하와 좌우로 모두 움직입니다.
이렇게 유체의 움직임은 중이에 위치한 tectorial membrane과 그 밑에 있는 basilar membrane, 그리고 그 사이에 있는 hair cell을 위아래로 움직여 hair의 물리적 변형을 일으킵니다. 이 변형은 receptor potential을 만들어 청각 신호로 전환됩니다.
결국, 코클레어 속에서 전파되는 파도는 횡파에 가깝다고 할 수 있습니다. 이렇게 청각의 기본 메커니즘을 이해하면, 소리와 우리의 귀가 어떻게 상호작용하는지에 대한 이해도 깊어질 것입니다.
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