что такое инфразвук какое влияние оказывает инфразвук на человека
Инфразвук и здоровье
Инфразвук(от лат.infra ниже, под) звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку обычно человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 1620000Гц, за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001 Гц.
Основные источники инфразвуковых колебаний природного происхождения: ураганы, штормы, цунами, извержения вулканов, землетрясения, сильные грозы и молнии, водопады.
Техногенные источники инфразвука: автомобильный и железнодорожный транспорт, трамваи, воздушный транспорт (самолеты, вертолеты), движущиеся части больших машин, турбин, большие вентиляторы и кондиционеры, работающие на малых оборотах, звуковоспроизводящая аппаратура с использованием низкочастотных динамиков.
Инфразвук оказывает раздражающее действие, особенно на психоэмоциональную сферу, и вызывает ощущения вибрации грудной и брюшной стенок, нарушение ритма дыхания, закладывание и давление в ушах, головную боль, головокружение, тошноту, затруднение при глотании, модуляцию речи, тремор рук, озноб, ощущение необъяснимого страха и беспокойства, сменяющееся чувством усталости, утомления, вялости и рассеянности. Это может происходить при уровнях звукового давления от 120 дБ. Субъективные ощущения нарастают с увеличением уровня инфразвука.
В результате длительного действия инфразвука с уровнями, близкими к производственным (90-120 дБ), развивается астенизация, снижается умственная работоспособность, появляются вегетоневротические симптомы: раздражительность, тошнота, нервозность. Несмотря на то, что частотный диапазон инфразвука находится ниже порога слышимости, по мнению большинства ученых, инфразвуковые колебания высоких уровней воспринимаются органом слуха.
Установлено снижение слуховой чувствительности в области низких речевых частот у лиц, длительно работающих в условиях воздействия инфразвука. Следует отметить, что инфразвук может маскироваться колебаниями звуковой частоты. Основываясь на данных по временному смещению порогов слуха (ВСП) при действии инфразвука, можно предположить, что этот фактор не опасен в плане развития профессиональной тугоухости при уровнях ниже 130 дБ
Нарушение функции равновесия отмечено у компрессорщиков и водителей пассажирского автотранспорта, работающих в условиях воздействия инфразвука. Со стороны сердечно-сосудистой системы при воздействии инфразвука отмечается нарушение частоты сердечных сокращений, в частности, брадикардия, увеличение диастолического давления.
Данные по оценке влияния инфразвука на организм человека, классифицированные по зонам риска для здоровья человека, показывают, что его биологическое действие можно условно разделить на ряд зон: смертельных уровней и экстремальных эффектов высокого риска здоровью даже при периодических воздействиях высокого риска при кратковременных воздействиях выраженного прогрессирования риска здоровью умеренного риска, особенно при сочетанном действии с другими физическими факторами (общая и локальная вибрации, шум) неясных, стертых, трудно обнаруживаемых эффектов экологически неблагоприятного действия на население жилой зоны.
При 180-190 дБ действие инфразвука смертельно вследствие разрыва легочных альвеол. Другие зоны интенсивных кратковременных воздействий вызывают синдром резко выраженного инфразвукового дискомфорта, предел переносимости которого добровольцами наблюдается при 154 дБ. Исследования, проведенные на добровольцах, показывают, что НАК, в том числе и инфразвукового диапазона продолжительностью от 25 с до 2 мин с УЗД от 145 до 150 дБ в диапазоне частот от 1 до 100 Гц, вызывал у них ощущение вибрации грудной стенки, сухость в полости рта, нарушение зрения, головную боль, головокружение, тошноту, кашель, удушье, беспокойство в области подреберий, звон в ушах, модуляцию звуков речи, боли при глотании и некоторые другие признаки нарушений в деятельности организма.
Предельно допустимые уровни инфразвука регламентируются санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.583-96 Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки, СанПиН 2.1.2.2645-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях.
Виды работ, помещений
Уровень звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
Инфразвук среди нас
К звуковому диапазону частот относят акустические колебания от 20 Гц до 20 кГц, которые воспринимаются человеческим ухом. Под шумом понимают беспорядочное сочетание разных по силе и частоте звуков. По преимуществу преобладания акустической энергии в той или иной части спектра шум делят на низкочастотный (до 500 Гц), среднечастотный (от 500 до 1000 Гц) и высокочастотный (от 1000 до 8000 Гц).
Однако, человеческое ухо не воспринимает инфразвуки. Это звуковые волны, которые возбуждают тела, совершающие меньше 16 колебаний в секунду. В природе источником таких звуков могут быть движения воздушных масс, колебания воды в большом водоеме, биение сердца или другое медленно вибрирующее тело. Подает свой «голос» промышленность и транспорт. Но иногда привычный хор нарушается катаклизмами. Дело в том, что бури, цунами, землетрясения, ураганы, подводные и подземные взрывы, пожары, тоже генерируют инфразвук.
Длина инфразвуковой волны весьма велика (на частоте 3,5 герца она равна 100 метрам), проникновение ее в ткани тела также велико; фигурально говоря, человек слышит инфразвук всем телом. Какие же неприятности может причинить проникший в тело инфразвук? Более сотни лет человечество усиленно изучает свой слуховой орган, занимающий лишь ничтожную часть поверхности тела, и все еще нельзя считать процесс слухового восприятия полностью изученным.
Инфразвуковые частоты от 0,1–10 Гц являются резонансными для внутренних органов человека и могут вызывать боли в желудке, кишечнике, в сердце, суставах. Частоты от 10 Гц до 30 Гц вызывают целый комплекс различных заболеваний. Добавим сюда частоты 64–75 Гц, совпадающие с частотой пульса. Совпадение частот может привести к возникновению резонанса:
20-30 Гц (резонанс головы);
40-100 Гц (резонанс глаз);
0,5-13 Гц (резонанс вестибулярного аппарата);
4-6 Гц (резонанс сердца);
2-3 Гц (резонанс желудка);
2-4 Гц (резонанс кишечника);
6-8 Гц (резонанс почек);
2-5 Гц (резонанс рук).
Ритмы, характерные для большинства систем организма человека, лежат в инфразвуковом диапазоне:
сокращения сердца 1-2 Гц
дельта-ритм мозга (состояние сна) 0,5-3,5 Гц
альфа-ритм мозга (состояние покоя) 8-13 Гц
бета-ритм мозга (умственная работа) 14-35 Гц
Выделяют инфразвуки природного и промышленного происхождения. К природным источникам относят ураганы, штормы, цунами, землетрясения, извержения вылканов, крупные водопады, сильные грозы. В эту группу включен ветер, возникающий между высотными зданиями, а также хлопающие двери. Промышленными (техногенными) причинами инфразуковых колебаний являются движущийся автомобильный транспорт, сельскохозяйственные тракторы, самолеты, вибростолы, промышленные установки аэродинамического и ударного действия, вентиляционные системы промышленных зданий.
Во время сильных порывов ветра уровень инфразвуковых колебаний (частота 0,1 Гц) достигает на верхних этажах высотных зданий 140 децибел, то есть даже несколько превышает порог болевого ощущения уха в диапазоне слышимых частот.
Воздействие шума с низкочастотной и инфразвуковой составляющей на работников в промышленном производстве или на транспорте (автомобильном, авиационном, морском и речном) сопровождается увеличением общей заболеваемости и увеличением числа болезней, характерных для действия шума и инфразвука. Это указывает на суммирование неблагоприятных эффектов при сочетанном влиянии шума и инфразвука. В структуре заболеваемости преобладают болезни органов слуха, дыхания, кровообращения, пищеварения, кожи и подкожной клетчатки, нервной системы, а ведущее место среди них занимают нейросенсорная тугоухость и артериальная гипертензия. При наличии на рабочих местах одновременно шума и инфразвука условия труда должны оцениваться на одну ступень выше.
При выборе средств и способов защиты от низкочастотного шума и инфразвука необходимо иметь в виду, что специализированных средств защиты от инфразвука нет; в производственных условиях инфразвук часто сочетается с интенсивным шумом; большинство средств индивидуальной защиты, предназначенных для защиты органа слуха, малоэффективны на частотах ниже 500 Гц (ослабление звука не превышает 15 дБ).
При воздействии инфразвука с уровнями, превышающими ПДУ, и интенсивного шума необходимо обеспечить защиту не только органа слуха, но и центральной и вегетативной нервных систем, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания. Разработаны промышленные образцы наушников и экспериментальные образцы противошумных шлемов и жилетов, существенно снижающих уровень акустической энергии в низкочастотном и инфразвуковом диапазонах.
Важная роль в обеспечении защиты от низкочастотных шумов и инфразвука на рабочих местах принадлежит мероприятиям по оптимизации условий профессиональной деятельности — применению коллективных средств защиты, снижению продолжительности пребывания в зоне шума, чередованию периодов работы и отдыха.
Большое значение для понимания процессов образования инфразвука на производстве, разработки мероприятий по доведению его уровней до гигиенического норматива, обоснованию способов индивидуальной и коллективной защиты, выбору средств индивидуальной защиты имеет производственный контроль условий труда за факторами рабочей среды.
Для защиты населения от низких инфразвуковых частот звукоизоляция крайне неэффективна — требуются очень толстые и массивные звукоизолирующие перегородки. Также неэффективны звукопоглощение и акустическая обработка помещений. Поэтому основным способом борьбы с инфразвуком является уменьшение шума в источнике, по пути распространения, в ограниченном пространстве.
Понижение уровня инфразвука в источнике предполагает уменьшение колебаний вибрирующего объекта, возмущающих сил. Понижение уровня инфразвука по пути распространения достигается применением реактивных глушителей. Понижение уровня инфразвука в ограниченном пространстве осуществляется увеличением жесткости ограждений.
Нормативный общий уровень звукового давления инфразвука на территории жилой застройки 75 дБ лин., в жилых и общественных помещениях – 90 дБ лин. (СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки»), уровни инфразвука на рабочих местах не должны превышать 95-100 дБ лин. (СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах»).
2. Ихлов Б.Л. Инфразвук, микроволны и профилактика заболеваний // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 2
3. Нехорошев А.С.// Санитарно-эпидемиологический надзор за источниками инфразвука и эффективностью мероприятий по профилактике его воздействия на организм работающих. – ГОУВПО Санкт-Петербургская ГМА им.И.И.Мечникова ФАЗСР.
4. СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки»
5. СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах»
Влияние инфразвука на человека
Инфразвук
http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CODE=article&article=599
Что это такое
В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников, в том числе от взрывов обвалов и транспортных возбудителей.
Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.
Инфразвук вокруг нас
В природе
Инфразвук довольно часто возникает вследствие естественных причин: его источником могут быть бури и ураганы, а также некоторые типы землетрясений. Некоторые животные, например, слоны, используют его с коммуникационными целями, а также для отпугивания врагов. Недавно учёные предположили, что тигры используют 18-герцевый рёв непосредственно перед нападением, чтобы ошеломить жертву.
Инфразвук в старых замках может генерироваться коридорами и окнами, если скорости сквозняков в них и геометрические параметры помещений совпадают нужным образом.
Учёные полагают также, что естественный инфразвук может стимулировать агрессию и усиливать беспорядки. Возможно, что это объясняет связь роста числа психозов и безумий в определённых местностях с естественными явлениями, вроде Мистраля (в долине Роны) или Сирокко (в Сахаре). Ведь ветры тоже могут быть источником инфразвука.
Согласно действующим нормативным документам уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16, Гц должен быть не больше 105 дБ, а для полос с частотой 32 Гц — не более 102 дБ. Благодаря большой длине инфразвук распространяется в атмосфере на большие расстояния. Практически невозможно остановить инфразвук при помощи строительных конструкций на пути его распространения. Неэффективны также средства индивидуальной зашиты. Действенным средством защиты является снижение уровня инфразвука в источнике его образования. Среди таких мероприятий можно выделить следующие:
1 увеличение частот вращения валов до 20 и больше оборотов в секунду;
2 повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров;
3 устранение низкочастотных вибраций;
4 внесение конструктивных изменений в строение источников, что позволяет перейти из области инфразвуковых колебаний в область звуковых; в этом случае их снижение может быть достигнуто применением звукоизоляции и звукопоглощения.;
Действия инфразвукa
вообще инфразвук действует за счет резонанса : частоты колебаний при многих процессах в организме лежат в инфразвуковом диапазоне :
сокращения сердца 1-2 Гц
дельта-ритм мозга (состояние сна) 0,5-3,5 Гц
альфа-ритм мозга (состояние покоя) 8-13 Гц
бета-ритм мозга (умственная работа) 14-35 Гц [6,138 ].
В диапазоне 7-13 герц звучит природная «волна страха», излучаемая тайфунами, землетрясениями и извержениями вулканов и побуждающая все живое покидать очаги стихийных бедствий. При помощи инфразвука, например, запросто можно довести человека до самоубийства.
Самым опасным считается промежуток от 6 до 9 Гц. Значительные психотронные эффекты сильнее всего выказываются на частоте 7 Гц, созвучной альфаритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки. Звук малой интенсивности вызывает тошноту и звон в ушах, а также ухудшение зрения и безотчетный страх. Звук средней интенсивности расстраивает органы пищеварения и мозг, рождая паралич, общую слабость, а иногда слепоту. Упругий мощный инфразвук способен повредить, и даже полностью остановить сердце.
Инфрачастоты около 12 Гц при силе в 85-110 дБ, наводят приступы морской болезни и головокружение, а колебания частотой 15-18 Гц при той же интенсивности внушают чувства беспокойства, неуверенности и, наконец, панического страха.
Исследования показали, что частота 19 герц – резонансная для глазных яблок, и именно она способна не только вызывать расстройство зрения, но и видения, фантомы.
Многим знакомы неприятные ощущения после длительной езды в автобусе, поезде, плавания на корабле или качания на качелях. Говорят: «Меня укачало». Все эти ощущения связаны с действием инфразвука на вестибулярный аппарат, собственная частота которого близка к 6 Гц. При воздействии на человека инфразвука с частотами, близкими к 6 Гц, могут отличаться друг от друга картины, создаваемые левым и правым глазом, начнет «ломаться» горизонт, возникнут проблемы с ориентацией в пространстве, придут необъяснимая тревога, страх. Подобные ощущения вызывают и пульсации света на частотах 4–8 Гц. Еще египетские жрецы, чтобы добиться признания у пленника, привязывали его и с помощью зеркала освещали глаза пульсирующим солнечным лучом. Через некоторое время у пленника появлялись судороги, шла пена изо рта, его психика подавлялась, и он отвечал на вопросы.
Инфразвук может действовать не только на зрение, но и на психику, а также шевелить волоски на коже, создавая ощущение холода.
В ходе опытов было зафиксировано, что инфразвуковая пушка, направляющая звуковые волны в глубины Земли, вызывает локальные землетрясения.
В начале 1950-х годов французский исследователь Гавро, изучавший влияние инфразвука на организм человека, установил, что при колебаниях порядка 6 Гц у добровольцев, участвовавших в опытах возникает ощущение усталости, потом беспокойства, переходящего в безотчетный ужас. По мнению Гавро, при 7 Гц возможен паралич сердца и нервной системы
У профессора Гавро близкое знакомство с инфразвуками началось, можно сказать, случайно. В одном из помещений его лаборатории с некоторых пор стало невозможно работать. Не пробыв здесь и двух часов, люди чувствовали себя совсем больными: кружилась голова, наваливалась сильная усталость, нарушались мыслительные способности. Прошел не один день, прежде чем профессор Гавро и его коллеги сообразили, где следует искать неизвестного врага. Инфразвуки и состояние человека. Какие тут взаимосвязи, закономерности и последствия? Как оказалось, инфразвуковые колебания большой мощности создавала вентиляционная система завода, который был построен вблизи лаборатории. Частота этих волн была около 7 герц (то есть 7 колебаний в секунду), и это представляло опасность для человека.
По мнению профессора Гавро, биологическое действие инфразвука проявляется тогда, когда частота волны совпадает с так называемым альфа-ритмом головного мозга. Работы этого исследователя и его сотрудников раскрыли уже многие особенности инфразвуков. Надо сказать, что все исследования с такими звуками далеко не безопасны. Профессор Гавро вспоминает, как пришлось прекратить опыты с одним из генераторов. Участникам эксперимента стало настолько плохо, что даже спустя несколько часов обычный низкий звук воспринимался ими болезненно. Был и такой случай, когда у всех, кто находился в лаборатории, задрожали предметы, находящиеся в карманах: ручки, записные книжки, ключи. Так показал свою силу инфразвук с частотой 16 герц.
Британские учёные в очередной раз продемонстрировали, что инфразвук может оказывать очень странное, и, как правило, негативное влияние на психику людей. Люди, подвергшиеся воздействию инфразвука, испытывают примерно те же ощущения, что и при посещении мест, где происходили встречи с призраками.
Сотрудник Национальной лаборатории физики в Англии (National Physical Laboratory in England), доктор Ричард Лорд (Richard Lord), и профессор психологии Ричард Уайзман (Richard Wiseman) из Хертфордширского университета (University of Hertfordshire) провели довольно странный эксперимент над аудиторией из 750 человек.
С помощью семиметровой трубы им удалось примешать к звучанию обычных акустических инструментов на концерте классической музыки сверхнизкие частоты. После концерта слушателей попросили описать их впечатления.
«Подопытные» сообщили, что почувствовали внезапный упадок настроения, печаль, у некоторых по коже побежали мурашки, у кого-то возникло тяжёлое чувство страха.
Самовнушением это можно было бы объяснить лишь отчасти. Из четырёх сыгранных на концерте произведений инфразвук присутствовал только в двух, при этом слушателям не сообщали, в каких именно.
Вик Тэнди, компьютерщик из университета Ковентри, относил все легенды о привидениях к чепухе, не стоящей внимания. В тот вечер он, как всегда, работал в своей лаборатории и вдруг его прошиб холодный пот. Он явственно почувствовал, что на него кто-то смотрит, и этот взгляд несет с собой что-то зловещее. Потом это зловещее материализовалось в нечто бесформенное, пепельно-серого цвета, прошмыгнуло по комнате и вплотную приблизилось к ученому. В размытых очертаниях угадывались руки, ноги, а на месте головы клубился туман, в центре которого было темное пятно. Будто бы рот. Мгновение спустя видение бесследно растаяло в воздухе.
Обыватель так бы и подумал о невидимой руке. А ученого это натолкнуло на мысль о резонансных колебаниях, подобных тем, которые вызывают звуковые волны. Так, посуда в шкафу начинает звенеть, когда в комнате на полную мощь гремит музыка. Однако вся странность была в том, что в лаборатории стояла тишина. Впрочем, тишина ли? Задав себе этот вопрос, Тэнди тут же ответил на него: замерил звуковой фон специальной аппаратурой. И оказалось, что здесь стоит невообразимый шум, но звуковые волны имеют очень низкую частоту, которую человеческое ухо уловить не в состоянии. Это был инфразвук. И после недолгих поисков источник его был найден: недавно установленный в кондиционере новый вентилятор. Стоило только его выключить, как «дух» исчез и клинок перестал вибрировать.
Результаты своей работы Вик Тэнди опубликовал в журнале Общества физических исследований.
План состоял в том, чтобы вызвать у слушателей смятение, чувство страха и прочие психические расстройства.
Германские стратеги упустили из виду, что никакие проигрыватели тех лет не могли бы эти частоты воспроизвести.
Более успешными были опыты нацистских учёных по воздействию инфразвука на предметы. Австрийский исследователь доктор Циппермейер (Zippermeyer) создал «Ураганное орудие» (Whirlwind Cannon). Оно должно было производить вихри за счёт взрывов в камере сгорания и направления ударных волн через специальные наконечники. Вихри эти должны были сбивать самолёты.
Эксперименты с маленьким прототипом звукового орудия, по некоторым данным, разрушали доски на расстоянии около 200 метров. Но полномасштабный образец оказался несостоятельным, так как тот же эффект невозможно было воспроизвести на большом удалении от пушки.
Чудовищную установку обнаружили союзники в Хиллерслебене (Hillersleben) в апреле 1945 года. Возможно, что неудавшийся проект немцев подтолкнул американцев к собственным исследованиям в этой области.
В настоящем
Влияние акустических явлений на здоровье человека
Введение
Мир, окружающий нас, можно назвать миром звуков. Звучат вокруг нас голоса людей и музыка, шум ветра и щебет птиц, рокот моторов и шелест листвы. С помощью речи люди общаются, с помощью слуха получают информацию об окружающем мире. Не меньшее значение звук имеет для животных. С точки зрения физики, звук – это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле и т.п. Способность человека воспринимать упругие колебания, слушать их отразились в названии учения о звуке – акустика (от греческого akustikos – слуховой, слышимый).
Шум довольно распространен в наши дни. Шум – звук, в котором изменение акустического давления, воспринимаемое ухом, беспорядочно и повторяется через разные промежутки времени. Как и все физические явления, шум имеет и положительные качества и отрицательные. Человек слушает приятную музыку, чтобы расслабиться, снять усталость, поднять себе настроение. Отсюда можно сказать, что шум оказывает благотворное влияние на нас. Но шум имеет много вредных и опасных для человека свойств.
Глава 1. Акустические явления. Виды и их характеристики
Акустика — наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы, связанные с его возникновением, распространением, восприятием и воздействием. Акустика является одним из направлений физики (механики), исследующих упругие колебания и волны от самых низких (условно от 0 Гц) до высоких частот.
Звуком называют ощущение, воспринимаемое нашим органом слуха при ударе о барабанную перепонку его звуковых волн (ряд последовательных сгущений и разрежений воздуха), производимых вибрацией упругих тел; волны эти вызывают соответственные вибрационные колебания слуховых нервов. Строго говоря, звука не существует: он вызывается в самом ухе раздражением окончаний слуховых нервов передающимися ему колебаниями звучащего тела. Музыкальный звук ощущается при правильных, равномерных колебаниях барабанной перепонки уха, неправильные и неравномерные вибрации, равно как и смесь разных коротких звуков, производит впечатление шума. Орган слуха человека различает высокие и низкие звуки. Высокие звуки производятся быстрыми колебаниями, низкие более медленными. Самый низкий звук, или тон, различаемый еще человеческим ухом, обозначаемый тоном субконтра = С (С2), производится 16 колебаниями в секунду. Верхний предел слышимости звука, неодинаковый для различных индивидуумов, лежит между 16000 и 33000 колебаний в секунду, следовательно, приблизительно между С на седьмой черте и С на восьмой черте (С7 до С8). Отношение чисел колебаний двух звуков называется интервалом. Звук или тон, делающий вдвое большее число колебаний, чем другой звук в одинаковый с ним промежуток времени, называется октавой последнего звука. Так, напр., звук, делающий 800 колебаний в секунду, есть следующая, более высокая октава звука, делающего 400 колебаний в секунду.
1.1 Шум
В научной литературе дается понятие звука как колебания частиц в упругих средах, распространяющиеся в форме продольных волн, частота которых лежит в пределах, воспринимаемых человеческим ухом, т.е. в среднем от 16до 20000Гц. В воздухе при температуре о 0С и нормальном атмосферном давлении звук распространяется со скоростью 330м/с, в морской воде – около 1500м/с, в некоторых металлах скорость звука достигает 7000м/с. Упругие волны с частотой меньше 16Гц называют инфразвуками, а волны, частота которых превышает 20000Гц – ультразвуками. Звук может распространяться в газообразной и жидкой среде только в виде продольных волн, а в твердых телах помимо продольных волн возникают также и поперечные волны.
1.2 Инфразвук
Инфразвук – это звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Хотя он и не слышен, он действует на человека как физическая нагрузка. При этом у человека возникает утомление, головокружение, вестибулярные расстройства, нарушения работы сердечно– сосудистой и нервной системы, снижается острота слуха. Особенно неблагоприятен инфразвук частотой 2-15 Гц, так как вызывает в организме резонансные явления. При этом могут возникать нарушения ритма дыхания, болезненные ощущения в груди, животе, пояснице и в некоторых мышцах.
1.3 Ультразвук
Ультразвук – неслышимые человеческим ухом упругие волны. Возникает при работе реактивных двигателей, газовых турбин, сирен, сварочных машин, станков для сверления и др. Низкочастотные ультразвуковые колебания оказывают на людей такое же действие, как шум. Исследования последних лет показали, что человеческое ухо может воспринимать и ультразвук, но лишь в том случае, если он проходит через кости черепа.
Хотя о существовании ультразвука известно давно, его практическое использование достаточно молодо. В наше время ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. Так, по скорости распространения звука в среде судят о её физических характеристиках. Измерения скорости на ультразвуковых частотах позволяет с весьма малыми погрешностями определять, например, адиабатические характеристики быстропротекающих процессов, значения удельной теплоёмкости газов, упругие постоянные твёрдых тел.
1.4 Мобильные телефоны
Мобильный телефон — самый распространенный «вредитель» для нашего организма. В среднем за месяц человек говорит по мобильному телефону около 100 минут. Этого вполне достаточно, чтобы навредить психике и организму в целом. Защита: уровень громкости гарнитуры мобильных телефонов не должен превышать 10 дБ (то есть уровень громкости звонка и разговора с абонентом не должен превышать средний). В противном случае при частых звонках и разговорах могут начаться нервные расстройства.
1.5 Наушники и МП3 плееры
Главное проблема прослушивания музыки в наушниках – вкладышах состоит в том, что человек не способен контролировать уровень громкости. То есть ему может казаться, что музыка играет тихо, а на самом деле у него в ушах будет, чуть ли не 100 децибел.
Расспросив многих своих друзей и знакомых, я пришел к выводу: все владельцы МР3 плееров используют устройство не только для простого прослушивания музыки, а скорее для создания вокруг себя некой границы или ауры для защиты от окружающего мира. Если в наушниках играет любимая музыка, то человек чувствует себя более защищенным, это помогает ему отключиться от внешних источников раздражения, от уличного шума, от суеты. В итоге у современной молодежь начинают возникать проблемы со слухом уже в 30 лет. Во избежание развития глухоты, ученые советуют покупать специальные фильтры для наушников, которые препятствуют проникновению постороннего шума и, таким образом, устраняют необходимость увеличения звука.
Глава 2. Влияние акустический явлений на организм
Шум звукового диапазона приводит к снижению внимания и увеличению ошибок во время выполнение различных видов работ. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы. Шум угнетает центральную нервную систему, вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонических болезни.
Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Ослабленные клетки нервной системы не могут достаточно четко координировать работу различных систем организма. Отсюда возникают нарушения их деятельности.
Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления, – децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибелов практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибелов. Звук в 130 децибелов уже вызывает у человека болевое ощущение, а 150 становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь «под колокол». Гул колокольного звона мучил и медленно убивал осужденного.
Очень высок уровень и промышленных шумов. На многих работах и шумных производствах он достигает 90-110 децибелов и более. Не намного тише и у нас дома, где появляются все новые источники шума – так называемая бытовая техника.
Долгое время влияние шума на организм человека специально не изучалось, хотя уже в древности знали о его вреде и, например, а античных городах вводились правила ограничения шума.
В настоящее время ученые во многих странах ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека, но и абсолютная тишина пугает и угнетает его. Так, сотрудники одного конструкторского бюро, имевшего прекрасную звукоизоляцию, уже через неделю стали жаловаться на невозможность работы в условиях гнетущей тишины. Они нервничали, теряли работоспособность. И, наоборот, ученые установили, что звуки определенной силы стимулируют процесс мышления, в особенности процесс счета.
Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий.
Некоторые люди теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно уменьшенной интенсивности.
Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости.
Очень шумная современная музыка также притупляет слух, вызывает нервные заболевания.
Шум обладает аккумулятивным эффектов, то есть акустические раздражение, накапливаясь в организме, все сильнее угнетают нервную систему.
Поэтому перед потерей слуха от воздействия шумов возникает функциональное расстройство центральной нервной системы. Особенно вредное влияние шум оказывает на нервно-психическую деятельность организма.
Процесс нервно-психических заболеваний выше среди лиц, работающих в шумных условиях, нежели у лиц, работающих в нормальных звуковых условиях.
Шумы вызывают функциональные расстройства сердечно-сосудистой системы; оказывают вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает рефлекторную деятельность, что часто становится причиной несчастных случаев и травм.
Как показали исследования, неслышимые звуки также могут оказать вредное воздействие на здоровье человека. Так, инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: поражают все виды интеллектуальной деятельности, ухудшаются настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности – чувство слабости, как после сильного нервного потрясения. Даже слабые звуки инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, в особенности, если они носят длительный характер. По мнению ученых, именно инфразвуками, неслышно прикасающимися сквозь самые толстые стены, вызываются многие нервные болезни жителей крупных городов. Ультразвуки, занимающие заметное место в гамме производственных шумов, также опасны. Механизмы их действия на живые организмы крайне многообразны. Особенно сильно их отрицательному воздействию подвержены клетки нервной системы.
Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Организм человека против шума практически беззащитен. В настоящее время врачи говорят о шумовой болезни, развивающейся в результате воздействия шума с преимущественным поражением слуха и нервной системы. (см. приложение 5)
Существует большое количество источников инфразвукового излучения естественной природы. Как правило, интенсивность такого излучения по крайней мере на порядок меньше инфразвука от ядерных взрывов.
Инфразвуковые волны наблюдаются во время периодов большой геомагнитной активности: период инфразвука составляет 40 – 80 с, амплитуда – около 0,1 Па. Происхождение этих инфразвуков, относящихся к диапазону дробных герц, возможно связано с образованием ударных волн.
В исследованиях последних лет была подтверждена гипотеза поисковой активности мышц при построении движений. Так, например, для частного вида движения – сохранения вертикальной позы человека – необходима непрерывная деятельность определённых групп мышц. Мышцы при этом, меняя свое напряжение, как бы осуществляют поиск в процессе минимизации отклонения общего центра тяжести человеческого тела от положения равновесия.
Инфразвуковые колебания воздействуют на весь организм человека, вызывая резонансные явления как всего человеческого тела, так и отдельных его частей, внутренних органов и систем, вызывая в зависимости от амплитудно-частотных характеристик инфразвука и продолжительности воздействия те или иные нарушения в организме. При этом у человека увеличивается общий расход энергии, так как под действием низкочастотных колебании й повышается среднемышечная напряженность. Поэтому можно полагать, что инфразвуковые колебания воспринимаются человеком как физическая нагрузка, которую можно сравнить с другими видами нагрузки, как, например, физическая работа, тепловая нагрузка и др.
Во время инфразвукового воздействия тело человека испытывает ритмическое изменение давления (компрессионно-декомпрессионный эффект). При этом подвергаются раздражению механорецепторы внутренних органов и тканей, мышц и кожи, в результате чего рефлекторным путем в организме возникает ряд сдвигов.
Наиболее общими физиологическими эффектами, наблюдаемыми при действии инфразвуковых колебаний на человеческий организм, являются изменение ритмов дыхания и биений сердца, расстройства желудка и центральной нервной системы, головные боли.
По характеру биологического воздействия инфразвука можно выделить три основные зоны:
2.1 Допустимые нормы
Чтобы иметь представление об опасности, которую представляет для слуха шум, необходимо ознакомить с допустимыми нормами шума для разного времени суток, а также узнать, какой уровень шума в децибелах производят те или иные звуки. Таким образом можно начать понимать, что является безопасным для слуха, а что представляет опасность. А с пониманием придет и умение избегать вредного воздействия звука на слух.
По санитарным нормам, допустимым уровнем шума, который не наносит вреда слуху даже при длительном воздействии на слуховой аппарат, принято считать: 55 децибел (дБ) в дневное время и 40 децибел (дБ) ночью. Такие величины нормальны для нашего уха, но, к сожалению, они очень часто нарушаются, особенно в пределах больших городов.
Если уровень шума достигает 70-90 децибел (дБ) и продолжается довольно длительное время, то такой шум при длительном воздействии может привести к заболеваниям центральной нервной системы. А длительное воздействие шума уровнем более 100 децибел (дБ) может приводить к существенному снижению слуха вплоть до полной глухоты. Поэтому вреда от громкой музыки мы получаем гораздо больше, чем удовольствия и пользы. (см. приложение 6)
2.2 Польза и вред
Звуки, вызывающие отрицательные эмоции: шум строительной и ремонтной техники, всё, что издаёт характерный металлический лязг и звон, — дрель, молоток, электропила. По уровню раздражения хуже только детский плач. Зато смех ребёнка стоит первым в списке приятных звуков вместе с пением птиц и журчанием воды.
Даже звучание музыкальных инструментов вызывает негативные эмоции, если тот или иной инструмент связан с неприятными воспоминаниями. Музыка — набор звуков, которые составляют мелодию и ритм. Учёные доказали, что музыка положительно влияет на человека, животных и даже растения.
Слишком громкий звук-выстрел на близком расстоянии или шум реактивного двигателя способен повредить слуховой аппарат. Без последствий человек воспринимает определённый диапазон громкости. Если громкие звуки окружают повседневно, например, в метро, человек постепенно перестаёт воспринимать тихие, теряя слух и расшатывая нервную систему.
Если человек привык к городскому шуму, то, попав в деревню, где ночью тишина, он спит намного хуже, слышит мельчайшие шорохи. Поэтому вредно как перемещение деревенского жителя в городскую среду, так и наоборот.
Чтоб защититься от уличного шума, в городской квартире устанавливают шумоизоляционные окна и двери. Межкомнатные двери должны быть не тоньше сорока сантиметров.
Психологи и врачи советуют уделять внимание тому, что и как слушать. Ведь от окружающих звуков зависит настроение человека, здоровье, работоспособность и успех в жизни.
Глава 3. Экспериментальная часть
Для измерения уровней шума объективным методом пользуются шумомерами. В этих приборах шум воспринимается с помощью широкополосного микрофона, который преобразует звуковые колебания в электрические. Последние усиливаются и подаются на выпрямитель стрелочного прибора(измеритель).
Мы измеряли уровень шума вторым методом. Мы использовали два шумомера, установленные в мобильный телефон, благодаря приложениям «шумомер» и «sound Meter».
Результаты исследования показывают, что в учебных кабинетах превышен допустимый уровень шума. Также значительно выше допустимого уровня уровень шума в кабинете музыки, в спортзале. В коридорах во время перемен, в столовой во время питания учащихся уровень шума приближен к допустимой норме.
3.1 Виды источников шумов в школе
В ходе наших наблюдений мы выявили, что основными источниками звуков и шумов в школе являются разговоры учителей, учащихся, крики, звонок (на урок и с урока), компьютеры, музыка на дискотеке, сотовые телефоны, наушники от сотовых телефонов, плееры, музыкальные центры, радиоприемники, магнитофоны.
3.2 Влияние акустических явлений на состояние учеников
Длительное воздействие шума оказывает влияние на психологическое состояние: учащиеся отмечают жалобы на быструю утомляемость, снижение внимания и сосредоточенности и работоспособности, ухудшение настроения, нарушение сна, общую слабость, повышение раздражительности.
Многим детям нравятся громкие звуки. Многих детей раздражают громкие разговоры, смех, крики, галдеж, звуки игр на компьютере, громкая музыка и т.д. Большинство учащихся осознают негативное влияние звука на состояние здоровья. Часть учеников не знают о вредном воздействии шума на состояние здоровья. Многие согласились с тем, что шум вызывает усталость после уроков и может стать причиной болезни.
Заключение
Шум, каким бы он ни был, всегда будет оказывать различное воздействие на разных людей. Все зависит от индивидуальной восприимчивости людей. Одни очень восприимчивы, шумы их раздражают и вызывают желание покинуть помещение, а другие же способны продолжать заниматься своими делами, привыкнув к такому, пусть и неприятному, фону. Это зависит от внутренних параметров восприятия. Именно поэтому шум, который издает сам человек, может быть не раздражающим, а вот то, что доносится извне, может мешать. Разумеется, в этом вопросе не последнюю роль играет и то, какой это шум: если у соседей непрерывно плачет ребенок или раздается звук перфоратора, это, чаще всего, воспринимается наиболее беспокойно.
Для полного восстановления организма от усталости и напряжения, бытовых проблем и забот просто необходима тишина. Отсутствие раздражителей и вибраций хорошо влияет на нервную систему, помогает привести мысли в порядок, получить здоровый крепкий сон. Чем выше уровень шумов, тем хуже для нашего здоровья.
Сильная перегрузка слухового анализатора приводит к перевозбуждению нервной системы, изменениям психического состояния, к снижению адаптационных ресурсов организма, а значит, к переутомлению. Таким образом, исследование показало, что шумовое загрязнение атмосферы значительно отражается на здоровье человека.