导言和背景介绍
吃饭的时候最开心的就是追粉丝追剧。在食堂这样的公共场所，一副耳机可以让你既享受美食又欣赏歌剧。在工作场所，即使是轻微的噪音也可能让你感到烦躁。这时候降噪耳机可以帮你完美“隔离”；夜深人静的时候，室友在休息，耳机也能发出悠扬的音乐陪你入眠。
图1耳机
耳机已经进入现代年轻人生活的方方面面。一份调查报告[1]显示，某大学77%的学生有使用耳机的习惯，其中约有一半的学生每天长时间佩戴耳机，甚至有六分之一的学生会选择将耳机音量调到最大；学生也会倾向于选择更小更轻的入耳式耳机，只有9%的学生会选择听力损伤更小的耳机。
图2小米耳机(来源:)
但与此同时，现代人的听力等耳部健康问题也越来越严重。世界卫生组织2021年发布的《世界听力报告》显示，目前全球有五分之一的人(约15亿人)面临不同程度的听力损失，其中约4.3亿人面临更严重的听力损失。报告称，到2050年，听力损失的人数将达到25亿，其中7亿将更加严重。
怎样才能在享受耳机便利的同时，避免耳机带来的健康问题？为此，我们特别选取了学生最关心的四个话题进行详细解读，并给出了一些贴心的专业建议。
各种类型的耳机有什么特点？
入耳式耳机又称耳道式耳机，广泛应用于生活中的各种场景。在普通耳机的基础上，将橡胶塞插入耳道，获得更好的气密性，大大增加了耳机的演奏效果。这种密封有效降低了外界噪音的干扰，隔音效果好，即使在嘈杂的环境中也能以很低的音量清晰地听到耳机的声音。同时，在听音乐时，入耳式耳机实现了耳机与耳朵的紧密接触，减少了声音泄漏，增加了低频的质感和数量，增加了音乐细节的表现。但值得注意的是，这种耳机不适合有耳疾的人，日常使用中可能会划伤耳道，感染病菌。所以使用入耳式耳机更要注意健康问题。
图3入耳式耳机
耳挂式耳机由扬声器和耳挂式耳机组成。与传统入耳式耳机不同的是，挂耳式耳机是用挂钩来代替横梁来起到连接固定耳机两个单元的作用，这样就可以牢牢的挂在耳朵上。耳挂式耳机最大的优势就是稳定性高，目前广泛应用于各种运动场景。同时，耳挂式耳机不吸引人的佩戴方式，使其为用户带来了比同级别耳机更广阔的声场，有效降低了听诊效果，给我们带来了独特的听觉体验。但另一方面，这种佩戴方式必然会导致声音泄露，用户通过耳机听到的音乐或对话很容易被他人听到，个人隐私也很容易被泄露。而且相对于入耳式耳机，挂耳式耳机的隔音性能较差。
图4耳机
耳机，顾名思义，是戴在头上的，不是插入耳道的，和入耳式耳塞不一样。它由两部分组成，信号发射器和带有信号接收和放大装置的耳机(通常是动圈)。发射机连接信号源，可以在发射机前连接前级或耳机放大器，提高音质，调节音色。耳机对耳朵的伤害最小，不会对耳朵和耳膜造成伤害，所以很受大众欢迎。不仅如此，耳机的声场表现很好，佩戴更舒适。但由于体积较大，功耗相对较高，不便于携带。所以经常在某个场景下长时间使用。
图5耳机
降噪耳机是保护听力还是双重伤害？
2019年10月29日，苹果发布了第三代TWS耳机Airprods Pro，其最大的卖点就是降噪功能[2]。作为市场的风向标，苹果的进入使得各大厂商纷纷涌入降噪耳机领域。这个原本小众的功能，逐渐被主流用户所熟悉和习惯。相信每个被噪音困扰过的同学，应该都用过或者了解过降噪耳机。降噪耳机是如何工作的？它会让我们承受两倍的噪音吗？接下来我们对降噪耳机的工作原理做一个全面的分析。
图6降噪耳机
耳机降噪技术主要分为被动降噪和主动降噪两大类。
被动降噪是通过被动器件的物理特性隔离声波，利用硅胶耳帽、皮套等材料尽可能将耳道与外界隔离，从而减弱声波的传播。
主动降噪是指耳机通过内置麦克风采集外界环境噪音，然后通过降噪芯片的实时处理，发出相位差为180°的声波，从而抵消外界噪音，达到降噪的目的。
图7主动降噪原理
目前市面上流行的主动降噪耳机一般采用被动降噪和主动降噪相结合的方式，以达到更好的降噪效果。声波的传播是通过介质分子的振动，主动降噪是通过波的干涉来降低分子的振动，从而减少噪声的传播，所以不存在所谓的“双噪声”。事实上，与普通耳机相比，降噪耳机在一定程度上保护了听力。降噪耳机一方面减弱了环境噪音对我们耳朵的伤害；另一方面，由于人耳的掩蔽效应，我们在嘈杂的环境中总是把耳机的声音调大来掩盖噪音，这样对耳朵的伤害会更加突出，使用降噪耳机也能清楚地听到音量较低的音乐。
图8佩戴降噪耳机的效果
不过可能有同学会疑惑，为什么我戴上降噪耳机后会觉得闷晕，笔者也有亲身经历。基于各种调查和实验，不适的主要原因可能如下:
1)开启降噪后的高频残留噪声。去噪后中低频的噪声基本抵消。但由于技术限制，频率越高越难消除。残留的高频噪音会让人有耳鸣的感觉，听力敏感的人容易头晕。
2)降噪后的次声波。次声波是一种频率小于20HZ的声波，在自然界中很常见。一定频率的次声波容易与人体器官产生共振，引起呕吐和头晕。正常情况下，人耳无法感知次声波，所以降噪耳机不会对这个频段的声波进行处理。但是，当我们能听到的所有声音都被取消时，次声波就很容易被感知，对次声波敏感的人此时可能会感到不适。
图9降噪后的次声波。
3)“热胀冷缩”增加耳道内压。我们前面提到过，主动降噪的原理是声波的抵消，但干扰抵消后，声波携带的能量不会消失空。这部分能量转化为耳道内空气体的内能，使温度上升，由于热胀冷缩的原理，耳压会增加[3]。虽然升温幅度很小，但由于人的耳朵灵敏度很高，可能会让人感到闷热。所以，耳机降噪效果越好，抵消的声波越多，可能导致耳道内压越高，人体感受越明显。现阶段，各大降噪耳机厂商也在努力解决耳内外气压平衡的问题，希望能在下一阶段有所突破。
综上所述，降噪耳机在降低噪音伤害、保护听力方面确实有其优势，但佩戴体验因人而异，不同品牌耳机的特点也有所不同。试一试就可以决定自己的选择了。
是什么决定了耳机的舒适度？
耳机作为与人体头部密切接触的电子产品之一，与人体头部的功能结构、形状和大小密切相关。长期使用不适合人体头部大小和形状的耳机，容易造成疲劳，进而降低工作效率。不合理的耳机形状不仅在佩戴时容易脱落，还容易导致佩戴者产生局部压迫、胀痛等不适。耳机的体积和重量通常比入耳式耳机大很多，人机工程学问题相对更突出。
耳机组件主要分为头带和耳罩两部分。耳机质量通过头带对用户头顶施加压力，头带拉伸后耳罩会对耳朵产生夹紧力，如下图[4]用户头部受力分析所示。
图10用户头部受力分析(来源:参考文献[4])
水平夹紧力的影响最大。耳朵的皮肤很薄，遍布神经和血管。长时间承受较大的夹持力，敏感神经受到压迫[5]，会导致头痛头晕。在耳机能牢固戴在头上的情况下，耳机越轻，夹持力越小，长时间佩戴的舒适度就越高。
图11耳朵组成(来源:参考文献[6])
所以在结构上，头带要足够宽以减轻压力，耳罩要有足够的自由度和活动范围以贴合耳朵。圆形耳罩和椭圆形耳罩在被动降噪上有区别，但舒适性基本相同。当然，耳机的整体尺寸和重量也要合理。
材质，头带材质是影响夹紧力的因素之一，金属优于塑料[4]，拉伸时能产生较小的夹紧力。基于用户的舒适度反馈，记忆海绵和人工蛋白皮肤制成的耳垫舒适度较高。
另外，毫无疑问，更好更舒适的耳机…会更贵！
图12如何选择耳机
听力损失后能恢复吗？
听力损伤的来源可能有很多，如年龄、基因突变、噪声暴露、药物治疗的副作用、吸烟、肥胖、慢性疾病等原因都可能引起听力损伤[10]。其中，耳机使用不规范属于“噪声暴露”导致的听力损伤。如果音量过大，再好听的音乐也可能变成“噪音”损害我们的听觉。
噪声暴露也要分长期暴露和短期暴露。例如，如果你习惯性地使用耳机播放大声的音频内容，可能会导致对人的听力起重要作用的耳蜗毛细胞和螺旋神经节神经元的丢失，而且由于哺乳动物耳蜗毛细胞的不可再生性，这种情况造成的听力损伤往往是永久性的，学术上称之为“永久性阈移”[10]。
图13听觉系统(来源:参考文献[10])
