Звуковые волны, их воздействие на организм человека

 

РЕФЕРАТ 
 
 
 

Тема: «Звуковые волны. Их воздействие на организм человека» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: ученик 10 «В» класса

МАОУ  «СОШ № 9 им.А.С.Пушкина

с углубленным  изучением предметов

 физико- математического цикла»

  Карлин Дмитрий  

г.Пермь   2011

Содержание:

1. Звук
1. Характеристики

 

2. Источники (применение)

 

1.3 Приемники

    

      2) Звук и человек

          2.1 Влияние инфразвука на мозг человека. Поведение человека под воздействием инфразвука

          2.2 Влияние ультразвука на организм человека. Профилактика и лечение заболеваний, вызванных ультразвуком

          2.3 Влияние музыки на человека. Интересные опыты и их результаты

          2.4 Влияние шума на организм человека 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1)Звук

Звук – колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн (колебания плотности, давления).

Не  может распространяться в вакууме 

1.1 Характеристики звука.   

1. Спектр – разложение на гармонические колебания по частотам. Восприятие звука органами слуха зависит от того, какие частоты входят в состав звуковой волны. Шум - звуки, образующие набор частот, непрерывно заполняющих некоторый интервал (сплошной спектр частот). Музыкальные (тональные) звуки – звуки, образующие линейчатый спектр частот: частоты n входящие в состав музыкальных звуков, образуют ряд дискретных значений. Музыкальным звукам соответствуют периодические или почти периодические колебания. Каждая синусоидальная звуковая волна называется тоном.

  

Высота  тона зависит от частоты: чем больше частота, тем выше тон.  Основным тоном сложного музыкального звука называется тон, соответствующий наименьшей частоте, которая имеется в наборе частот данного звука. Тоны, соответствующие остальным частотам в составе звука, называются обертонами. Если частоты обертонов кратны частоте основного тона, то обертоны называются гармоническими, причем основной тон с частотой n₀ называется первой гармоникой, обертон со следующей частотой 2n₀ - второй гармоникой и т. д.

Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном различаются тембром, который определяется наличием обертонов - их частотами и амплитудами, характером нарастания амплитуд в начале звучания и их спадом в конце звучания.

  

2. Звуковое давление – давление, оказываемое звуковой волной на препятствие.   

3.Интенсивность звуковой волны – энергия, переносимая звуковой волной через единицу поверхности за единицу времени( ). 

4. Громкость звука зависит от интенсивности звука, т. е. определяется амплитудой колебаний в звуковой волне. Наибольшей чувствительностью органы слуха обладают к звукам с частотами от 700 до 6000 Гц. В этом диапазоне ухо способно воспринимать звуки с интенсивностью около 10^-12-10^-11 Вт/м².

   Порогом слышимости называется наименьшая интенсивность звуковой волны, которая может быть воспринята органами слуха. Стандартный порог слышимости принимается равным I₀=10^-12 Вт/м² при частоте n=1 кГц.

   Порогом болевого ощущения называется наибольшая интенсивность звуковой волны, при которой восприятие звука не вызывает болевого ощущения. Порог болевого ощущения зависит от частоты звука (на частоте 1 кГц равен 1 Вт/м²).

Мерой чувствительности органов  слуха к восприятию звуковых волн данной интенсивности является уровень интенсивности (громкости): . Единица измерения - децибел

Скорость звука  зависит от среды и ее состояния, как и для любой механической волны. Скорость звука при 0⁰С в воздухе 331,5 м/с, в воде – 1430 м/с, в стали – 5000 м/с 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Источники (применение)

 

.

 

 

. 
 
 
 
 
 
 
 

1.3 Приемники звука.   
 

1. Естественные: ухо. Обладает высокой чувствительностью (Dp=10^-6 Па) и избирательностью (например, дирижер улавливает звуки отдельных инструментов оркестра). 
2. 2. Искусственные: микрофон. Основная характеристика – чувствительность  (зависит от частоты звука).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2)Звук и человек 

2.1 Влияние инфразвука на мозг человека. Поведение человека под воздействием инфразвука. 
 
(с сайта Львовского центра Института космических исследований) 
 
Подавляющее число современных людей не слышат акустические колебания частотой ниже 40 Гц.  
Max уровни низкочастотных акустических колебаний от промышленных и транспортных источников достигают 100-110 дБ.  
 
"При уровне от 110 до 150 дБ и более он может вызывать у людей неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения, к числу которых следует отнести изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе."  
 
"Допустимыми уровнями звукового давления являются 105 дБ в октавных полосах 2, 4, 8, 16 Гц и 102 дБ в октавной полосе 31.5 Гц. "  
 
"Во многих соборах и церквях есть столь длинные органные трубы, что они издают звук частотой менее 20 Гц"  
Инфразвук может вселить в человека такие чувства как тоска, панический страх, ощущение холода, беспокойство, дрожь в позвоночнике. "Попадая в резонанс с биоритмами человека, инфразвук особо высокой интенсивности может вызвать мгновенную смерть."  
 
"Низкочастотные звуковые колебания могут быть причиной появления над океаном быстро возникающего и также быстро исчезающего густого ("как молоко") тумана".  
 
"Некоторые объясняют феномен Бермудского треугольника именно инфразвуком, который генерируется большими волнами - люди начинают сильно паниковать, становятся неуравновешенными (могут поубивать друг друга)"  
 
Инфразвук может "сдвигать" частоты настройки внутренних органов.  
"Инфразвуковые колебания частотой 8 - 13 Гц хорошо распространяются в воде и проявляются за 10 - 15 ч до шторма".  
 
Резонансные частоты внутренних органов человека:  
 
Частота, Гц Орган  
20 - 30 Голова  
19, 40 - 100 Глаза  
0.5 - 13 Вестибулярный аппарат  
4 - 6 (1 - 2 ?) Сердце  
2 - 3 Желудок  
2 - 4 Кишечник  
4 - 8 Брюшная полость  
6 - 8 Почки  
2 - 5 Руки  
6 Позвоночник 
 
При совпадении частот внутренних органов и ифразвука, соответствующие органы начинают вибрировать, что может сопровождается сильнейшими болевыми ощущениями.  
 
"биоэффективность для человека частот 0,05 - 0,06, 0,1 - 0,3, 80 и 300 Гц объясняется резонансом кровеносной системы, а частот 0,02 - 0,2, 1 - 1,6, 20 Гц - резонансом сердца. Наборы биологически активных частот не совпадают у различных животных. Например, резонансные частоты сердца для человека дают 20 Гц, для лошади - 10 Гц, а для кролика и крыс - 45 Гц."  
 
""Голос моря" - это инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря при сильном ветре, в результате вихреобразования за гребнями волн". "Инфразвук с частотой 7 Гц смертелен для человека."  
 
"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." "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"  
 
"при достаточной интенсивности слуховое восприятие возникает и на частотах в единицы герц. В настоящее время область его излучения простирается вниз примерно до 0.001 Гц. Таким образом, диапазон инфразвуковых частот охватывает около 15 октав"  
 
"Если ритм кратен полутора ударам в секунду и сопровождается мощным давлением инфразвуковых частот, то способен вызвать у человека экстаз. При ритме же равном двум ударам в секунду, и на тех же частотах, слушающий впадает в танцевальный транс, который сходен наркотическому"  
 
"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". "Инфразвук может действовать не только на зрение, но и на психику, а также шевелить волоски на коже, создавая ощущение холода"  
 
"инфразвук в атмосфере может быть как результатом сейсмических колебаний, так и активно влиять на них. В характере взаимообмена колебательной энергией между литосферой и атмосферой могут проявляться процессы подготовки крупных землетрясений."  
 
"инфразвуковые колебания "чувствительны" к изменениям сейсмической активности в радиусе до 2000км"  
 
"Важным направлением исследования связи ИКА с процессами в геосферах является искусственное акустическое возмущение нижней атмосферы, и последующее наблюдение изменения различных геофизических полей. Для моделирования акустического возмущения использовались крупные наземные взрывы. Таким путем проводились исследования влияния наземных акустических возмущений на ионосферу. Получены убедительные факты, подтверждающие влияние наземных взрывов на ионосферную плазму."  
 
"короткое акустическое воздействие высокой интенсивности изменяет характер инфразвуковых колебаний в атмосфере на длительное время. Достигая ионосферных высот, инфразвуковые колебания воздействуют на ионосферные электрические токи и приводят к изменениям геомагнитного поля."  
 
"Анализ спектров инфразвука за период 1997-2000гг. показал наличие частот с периодами характерными для солнечной активности 27 суток, 24 часа, 12 часов. Энергия инфразвука возрастает при падении солнечной активности"  
 
"За 5-10 дней до крупных землетрясений существенно изменяется спектр инфразвуковых колебаний в атмосфере"  
"Возможно, что посредством инфразвука осуществляется влияние солнечной активности на биосферу Земли." 
 
 

2.2 Влияние ультразвука на организм человека. Профилактика и лечение заболеваний, вызванных ультразвуком. Перспективы использования ультразвука

Влияние ультразвука на организм человека

Ультразвук обладает главным образом локальным действием  на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с  ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми  деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние  на организм человека. Длительное систематическое  воздействие ультразвука, распространяющегося  воздушным путем, вызывает изменения  нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома. Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер. При действии локального ультразвука возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-сосудистой дисфункции. Характер изменений, возникающих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия. Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов. Большие дозы - уровень звука 120 и более дБ - дают поражающий эффект.

В поле ультразвуковых колебаний в живых тканях ультразвук оказывает механическое, термическое, физико-химическое воздействие (микромассаж клеток и тканей). При этом активизируются обменные процессы, повышаются иммунные свойства организма. Ультразвук оказывает выраженное обезболивающее, спазмолитическое, противовоспалительное и общетонизирующее действие, стимулирует крово- и лимфообращение, ускоряет регенеративные процессы, улучшает трофику тканей. Время воздействия на болевую зону 3-5 мин, а в сумме - на несколько зон - не более 12-15 мин на всю процедуру и не более 10-12 процедур раз в 3 месяца. Так как ультразвук полностью отражается от тончайших прослоек воздуха, к телу его подводят через безвоздушные контактные среды.

Профилактика  и лечение заболеваний, вызванных  ультразвуком