Звукът и неговото влияние върху човека, Социална мрежа на педагозите
Светът на звуците изглежда толкова близък и разбираем за нас, но в същото време крие много мистерии и тайни. Всеки ден броят на създадените от човека, изкуствени звуци се увеличава и те влияят върху психиката и човешкото здраве.
Статията разглежда природата и свойствата на звуците, характеристиките на звуковите вибрации от различни честотни диапазони, въздействието на звуковите вибрации върху човешкото тяло; представя резултатите от експериментално изследване на нивото на шума.
Експерименталната част на работата включва резултатите от измерванията на нивото на шума в различни училищни помещения, в жилищни помещения в близост до магистралата и резултатите от социологическо проучване на ученици от гимназията.
Общобългарски конкурс за постижения на талантливи младежи
"Национално съкровище на България"
Направление: физика, екология
Заглавие на произведението: "Звукът и неговото влияние върху човек"
Автор на произведението: Фарафонтова Лилия Анатолиевна
Месторабота:
Общинско учебно заведение -
средно училище №8
Бердск, Новосибирска област
Ръководител: Карнаушенко Е.А. , учител ,
2.4. Влияние на инфразвука върху човек…………………………………………………………10
3. Звуците и човешкото тяло………………………………………..11
3.2 Наблюдения и заключения на учените……………………………….13
3.4. Лечебна музика на камбани……………………………….15
3.6. Как да избегнем вредното въздействие на звука върху тялото…….18
5. Практическо изследване на нивото на шума в училищните помещения ...... 18
5.1. Уред за измерване на шум. Техника на измерване…………19
5.2. Резултати от изследванията……………………………………..20
6. Изводи и препоръки………………………………………………..23
7. Източници на информация ..…………………………………24
Това произведение се занимава със света на звуците.
За един свят, който ни се струва толкова близък и разбираем, но същевременно крие безкрайно много мистерии и тайни. В съвременния свят броят на създадените от човека, изкуствени звуци се увеличава всеки ден и те оказват влияние върху психиката и човешкото здраве.
Целта на изследването:
- Да изучава литературата за ефекта на звуковите вибрации върху човешкото тяло;
- Направете сравнителен анализ на нивото на шума в училищните помещения.
2. Какво е звук
Всяка култура и всъщност целият ни живот се основава на звуци. При остър звук потръпваме, при тих - слушаме.
Създавайки звуци, с всяко движение или действие ние избутваме и смущаваме безброй въздушни молекули. Всяко движение или действие поражда масово насочена еластична вълна от въздушни частици или еластични вълни. Някои от тях, достигайки до човешкото ухо, се възприемат от рецепторни клетки, така че човек чува различни звуци: шепот на листа, рев на прибоя или вой на вятър.
Във физиката явлението звук се дефинира по следния начин:
ЗВУК е специална форма на енергия, (в широк смисъл) трептящо движение на частици от еластична среда, разпространяващи се под формата на вълни в газообразна, течна или твърда среда.
Силата на звука зависи от амплитудата на вибрациите. Колкото по-голяма е амплитудата на вибрациите, толкова по-силен е звукът.
Нивото на гръмкост се измерва в единици, изразяващи степента на звуково налягане – децибели. Този натиск не се възприема безкрайно. Ниво на звука от 20-30 децибела (dB) е практически безвредно за хората, това е естествен фонов шум. Що се отнася до силните звуци, тук допустимата граница е приблизително 80 децибела.Звук от 130 децибела вече предизвиква болезнено усещане у човек, а 150 стават непоносими за него. Не без причина през Средновековието е имало екзекуция „под камбаната“. Бръмченето на камбанния звън измъчваше и бавно убиваше осъдения.
В зависимост от честотата на вибрациите звукът условно се подразделя: - на инфразвук с честота до 16 Hz; - за звуков звук с честота от 16 Hz до 20 kHz; - за ултразвук с честота от 20 kHz до 1 GHz; и - за хиперзвук с честота над 1 GHz Човек чува звук с честота от 16 Hz до 20 000 Hz.
Скоростта на звука е скоростта на разпространение на вибрациите в еластична среда. Във въздуха при нормални условия тя е 340 m/s. В по-плътните медии скоростта на звука е по-висока. Например скоростта на звука във вода е 1435, в стомана - 6100 m/s.
Тембърът на звука е характерното оцветяване на звука. Например, всеки човек ще различи гласа на цигулката от пианото. Тембърът се определя от набор от звукови честоти (обертонове), които придружават основния тон.
Шумът е случайни колебания от различна физическа природа, характеризиращи се със сложността на времевата и спектралната структура. В ежедневието под шум се разбират различни видове нежелани акустични смущения във възприемането на реч, музика, както и всякакви звуци, които пречат на почивката и работата.
Музикален звук е звук, в който честотата на обертоновете е цяло число пъти по-голяма от честотата на основния тон. [1]
2.1. звукови явления
Дори преди 350 години за хората не е било ясно какво е звук и как се разпространява. Изпомпвайки въздуха изпод стъклената капачка, учените се опитаха да разберат дали поставената там камбана ще прозвучи. Звуковият обект обаче беше зле изолиран от стойката и звукът се чуваше. Те не забелязаха грешките и направиха погрешно заключение: звукът се предава през празнотата.
И само опитАнгличанинът Р. Бойл беше наведен на правилния извод. Звукът се нуждае от среда за разпространение - въздух, вода, дърво или метал. Именно техните вибрации пренасят звука до ушите ни.
Например, помислете за опита. Поставете звънец под звънеца на въздушната помпа и я включете. След това започват да изпомпват въздуха с помпа. Тъй като въздухът се разрежда, звукът става все по-слаб и по-слаб и накрая почти напълно изчезва. Когато отново се пусне въздух под камбаната, звукът на камбаната отново се чува.
И така, в разредения въздух звукът се разпространява слабо и изобщо не се разпространява в безвъздушно пространство.
Средата е необходима за предаване на вибрации от източника на звук към приемника, например към човешкото ухо. Трептенията на източника създават еластична вълна със звукова честота в околната среда. Вълната, достигайки до ухото, действа върху тъпанчето, карайки го да вибрира с честота, съответстваща на честотата на източника на звук.
Експериментите показват, че различните твърди тела провеждат звука по различен начин. Еластичните тела са добри проводници на звука. Повечето метали, дърво, газове и течности са еластични тела и следователно провеждат звука добре.
Има един феномен, който помогна на звука да заеме своето място в живота ни.
Това е явлението резонанс или принудително увеличаване на силата на звука поради съвпадението на вълните на източника на звук с честотите на естествените трептения. Лесно е да се наблюдава явлението резонанс в ограничени пространства, т.е. за всяка стая можете да намерите тон, при който звукът започва да резонира.
Резонанс (фр. резонанс, от лат. resono - отговарям) - феноменът на рязко увеличаване на амплитудата на принудените трептения, което възниква, когато честотата на външно въздействие се доближи до определени стойности (резонансничестоти), определени от свойствата на системата.
Увеличаването на амплитудата е само следствие от резонанса, а причината е съвпадението на външната (възбуждаща) честота с вътрешната (собствена) честота на трептящата система. С помощта на явлението резонанс дори много слаби периодични трептения могат да бъдат изолирани или усилени. Резонансът е явление, при което при определена честота на движещата сила осцилаторната система е особено чувствителна към действието на тази сила. [2]
Отличен пример за наблюдение на резонанса са древните амфитеатри. За съжаление съвременните концертни зали нямат толкова идеални условия за разпространение на звука. Доколкото дизайнът на стаята се различава от идеалния, толкова повече изненади могат да бъдат представени от феномена на резонанса: звукови акустични дупки, стояща вълна и дори фонов шум могат да лишат слушателя поне от удоволствие.
И може би най-близкият пример за резонанс е нашият собствен глас. Гласните струни са слаби, но сводът на устата е резонатор за тях, многократно усилващ звука. Апаратът на устните и бузите „възстановяват“ необходимия обем и под въздействието на вибрациите на гласните струни получаваме желания тон или музикален звук. Така човек овладява речта, пеенето.
Има естествени (резонансни) честоти на някои части на човешкото тяло.
Никой не го е виждал, А да чуе - всеки е чувал, Без тяло, но живее, Без език - крещи. (Н. Некрасов)
Тези поетични редове описват друг физически феномен - ехото.
Ехото е физическо явление, състоящо се в приемането от наблюдателя на вълна, отразена от препятствия (електромагнитни, звукови и др.) [3]
Има много равнини, заобиколени от гори, много поляни в горите; струва си да крещиш силно на такава поляна,така че повече или по-малко отчетливо ехо се чуваше от стената на гората.
Въпреки че ехото ще роди "за всеки звук своя отговор в празния въздух", то не реагира еднакво отчетливо на всички звуци. Ехото не е едно и също „звяр ли реве в глуха гора, дали рог свири, дали гръм гърми, дали отвъд хълма мома пее“.
Колкото по-остър, по-рязък е звукът, толкова по-отчетливо е ехото. Най-добрият начин да предизвикате ехо е като пляскате с ръце. Звукът на човешкия глас е по-малко подходящ за това, особено гласът на човек; високите тонове на женските и детските гласове дават по-отчетливо ехо.
„Строителите на средновековни замъци често са създавали звукови любопитства, като са поставяли бюстове или във фокуса на вдлъбнато звуково огледало, или в края на говореща тръба, умело скрита в стената. На фигурата могат да се видят тези гениални устройства: сводестият таван насочва звуците, донесени отвън от говорещата тръба към устните на бюста; огромни говорещи тръби, зазидани в сградата, извеждат различни звуци от двора до каменните бюстове, поставени срещу него стените на една от залите и т.н. На посетителя на такава галерия му се стори, че каменните бюстове шепнат, бръмчат и т.н."
Ултразвук - еластични звукови вибрации с висока честота. Човешкото ухо възприема еластични вълни, разпространяващи се в средата с честота приблизително до 16-20 kHz; вибрации с по-висока честота представляват ултразвук (отвъд слуха). Обикновено ултразвуковият диапазон се счита за честотна лента от 20 000 до милиард Hz. Звуковите вибрации с по-висока честота се наричат хиперзвук.
Хиперзвук - еластични вълни с честоти 10 9 - 10 13 Hz. По физическа природа хиперзвукът не се различава от ултразвука (честота> 2 10 4 - 10 9 Hz).
Топлинни вибрации на атомите на материята - естествен хиперзвук, изкуственият хиперзвук се генерира с помощта на специалниизлъчватели. В кристалите хиперзвукът се разпространява до честоти от 10 12 - 10 13 Hz. Във въздуха при нормални условия хиперзвукът не се разпространява поради силното поглъщане. [4]
Ултразвукът може да бъде получен от механични, електромагнитни и топлинни източници.
Механичните излъчватели обикновено са различни видове прекъсващи сирени. Те излъчват във въздуха вибрации до няколко киловата с честоти до 40 kHz.
Фактът, че ултразвукът активно засяга биологични обекти (например убива бактерии), е известен от повече от 70 години. Ултразвуковите стерилизатори на хирургически инструменти се използват в болници и клиники, използвани в денталната практика.
Облъчването с ниски дози ултразвук сега се използва активно в хранително-вкусовата промишленост, в космонавтиката (за стерилизиране на космически кораби преди полетите им до други планети) и др.
Ултразвуковият спектър (повече от 25 000 Hz), с компетентната си терапевтична употреба, ускорява лечението на инфекциозни заболявания и повишава човешкия имунитет.
Освен това всички отдавна знаят, че делфините и прилепите общуват помежду си с помощта на ултразвук, което се потвърждава от много научни факти.
Препоръка: При излагане на ултразвук повече от 50% от работното време се препоръчват почивки от 15 минути на всеки 1,5 часа работа.
Инфразвук до - (от лат. infra - отдолу, под), еластични вълни, подобни на звука, но с честоти под областта на чуваемите от човека честоти.
Инфразвук (от лат. infra - отдолу, под) - еластични вълни, подобни на звуковите, но с честота, по-ниска от възприеманата от човешкото ухо. За горната граница на честотния диапазон на инфразвука обикновено се приема 16-25 Hz, долната граница на инфразвукадиапазонът е неопределен.
Природата на възникване на инфразвукови вибрации е същата като тази на звуковия звук, следователно инфразвукът се подчинява на същите закони.
Инфразвукът се абсорбира слабо от средата, така че може да се разпространява на значителни разстояния от източника. Практически интерес могат да представляват колебания от десети и дори стотни от Hz, тоест с периоди от десет секунди. Поради много високата дължина на вълната, дифракцията е силно изразена.
Дифракция (от латински diffractus - счупен) на вълни - явление, наблюдавано при преминаване на вълни покрай ръба на препятствие, свързано с отклонението на вълните от праволинейно разпространение при взаимодействие с препятствие. Благодарение на дифракцията вълните заобикалят препятствията, прониквайки в областта на геометричната сянка.
Това е дифракцията на звуковите вълни, която обяснява способността да чуете гласа на човек, който е зад ъгъла на къщата. Дифракцията на радиовълните около земната повърхност обяснява приемането на радиосигнали в обхвата на дълги и средни радиовълни далеч отвъд линията на видимост на излъчващата антена. [5]
Източниците на инфразвук могат да включват оборудване, работещо с по-малко от 20 цикъла в секунда. Въздействайки върху централната нервна система, може да предизвика безпокойство, страх, чувство на люлеене и др. [6]
Инфразвукът се съдържа в шума на атмосферата, горите и морето. Източник на инфразвукови вибрации са мълнии (гръмове), както и експлозии и изстрели.
В земната кора се наблюдават трусове и вибрации на инфразвукови честоти от голямо разнообразие от източници, включително експлозии от свлачища и транспортни патогени.
Развитието на промишленото производство и транспорта доведе до значително увеличаване на източниците на инфразвук в околната среда и повишаване на интензивността на нивотоинфразвук. Източници на инфразвук могат да бъдат компресори, двигатели с вътрешно горене, движещи се превозни средства, индустриални климатици и вентилатори.
Основните техногенни източници на инфразвукови трептения в градовете.