ПОЛТАВСЬКИЙ МІСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЛІЦЕЙ № 1
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ :
«ЛЮДИНА В СВІТІ ЗВУКІВ»
ПІДГОТУВАВ ХРУЛЬОВ ОЛЕКСАНДР ЮРІЙОВИЧ, ГРУПА Х — 41
ПОЛТАВА
1998
ЩО ТАКЕ ЗВУК ?
Фізичнаприрода всіх звуків, незалежно від частоти, одна й та ж: це пружні коливання, які поширюютьсяу тому середовищі, в якому вони збуджені. У повітрі звукові хвилі поширюються увигляді розбіжної (сферичної) хвилі. Звукова сферична хвилязаповнює все більший об’єм,оскільки коливання частинок повітря, зумовлені джерелом звуку, передаються всезростаючій масі повітря. Ми звикли до того, що звукові хвилі поширюються в усібоки від їх джерела. Наприклад, коли співає артист, то його однаково, чи майжеоднаково чути спереду, збоку і навіть ззаду; звук скрипки чи гітари розходитьсяв усі боки. Тому говорять, що джерела чутних звукових хвиль не напрямлені. Якщозвукова хвиля проходить через порівняно невеликий отвір, то вона поширюється вусі боки, а не йде напрямленим пучком, мов промінь світла, що проник черездірочку у непрозорому екрані. Шум вулиці, проникаючи через відкриту кватирку,практично однаково чути у всіх точках кімнати, а не лише проти вікна.
Ми добрезнаємо, що промені світла утворюють чіткі тіні непрозорих предметів, якщо ціпредмети знаходяться на шляху променів. В той же час звуки не утворюють такихтіней, у всякому разі тоді, коли розміри перешкод не дуже великі. Звукові хвилініби «обтікають» перешкоди. Так, наприклад, ми досить добре чуємоспіврозмовника в лісі, незавжаючи на те, що він у цей час може бути закритийдеревами. Чим же пояснити, що звук і світло, маючи хвильву природу,демонструють такі, прямо протилежні властивості? Щоб розібратися в цьому,повернемось до поняття довжини хвилі.
Ізспіввідношення J=l¦ випливає, що чим більша частотазвуку, тим менша довжина звукової хвилі. А харктер поширення хвиль біляперешкод істотно залежить від співвідношення між розмірами епрешкоди і довжиноюхвилі. Якщо розміри перешкоди малі порівняно з довжиною хвилі або співставні знею, то хвилі обтікають перешкоду, не даючи тіні. Так, хвилі на поверхні водивільно обтікають стеблини очерету. За товсті ж стовпи чи великі камені хвилі незаходять.
Хвилічутних звуків звичайно мають довжину близько кількох десятків сантиметрів, алеможуть досягати довжини 15 — 20 м. Тому предмети, розміри яких не перевищують15 — 20 м, не є перешкодами для поширення звукових хвиль, вони їх обтікають, недаючи звукової тіні. Довжини ж світлових хвиль вимірюються десятитисячнимичастками міліметра, тому всі предмети, що нас оточують, в порівнянні з довжиноюсвітлових хвиль надзвичайно великі і дають чіткі тіні.
УЛЬТРАЗВУК
На відмінувід звичайних звуків ультразвуки мають значно меншу довжину хвиль. Внаслідокцього вони дають ультразвукові тіні і їх можна одержати у вигляді вузькихпучків, які за аналогією із світловими прийнято називати ультравуковимипучками. Таким чином, можна вважати, що ультразвук поширюється в однорідномусередовищі прямолінійно, не огинає перешкод, розміри яких значно перевищуютьдовжину хвилі.
Зультразвуком, як і з іншими видами хвиль, спостерігаються заломлення,відбивання, дифракція та поглинання.
Призаломленні та падінні ультразвукових хвиль під кутом відбувається цікаве явище- утворення продольних і поперечних хвиль одночасно.
Найкращеультразвук поглинається газами, тілами з малою пружністю (пластмаси), пористимитілами (гума, корок), гірше — рідинами, найгірше — твердими тілами.
Ультразвукдуже широко використовується. Існують ультразвукові: різання, зварювання,паяння, лудіння, чищення, уловлювання пилу і туману, прискорення технологічнихпроцесів, готування суспензій і емульсій, контроль якості, бачення, ехолокаціяі т.д. Використовується також ультразвук у хімії, металургії, електроніці тамедицині.
Як же дієультразвук налюдину? Медики — теоретики і практики на це питання поки щокатегоричної відповіді не дають. Точніше, одні вважають ультразвук дужеефективним і абсолютно безпечним, інші — навпаки. Пояснити таку ситуацію можна в основномутим, що ультразвук прийшов у медицину зовсім недавно (матеріали 1987 р.) Отже,цілком природно, що багато проблем тут ще не знайшли остаточного розв’язання. Мають рацію ті спеціалісти, які наголошують натворчому підході до використання ультразвуку у медицині, бо в більшостівипадків лікування і діагностики з його допомогою дають тільки позитивнірезультати. Важливо лише вірно підібрати розмір, дози, метод і прилади. Дозу,як правило, вибирають для середньої інтенсивності за тривалістю впливуультразвуку. Частоту ультразвукових коливань обирають в залежності від глибинирозташування хворого органа. Чим нижча частота, тим глибше проникають в тілоультразвукові коливання, тому найчастіше використовують частоту 0,8 — 1 МГц.
Надмірнідози ультразвуку на виробництві негативно впливають на організм людини. У тих,хто порушує правила техніки безпеки, може початися професійне захворювання.Тому опрацьовуються ефективні заходи по боротьбі з шкідливим впливомультразвуку на людину.
До верхнього кордонуультразвукових хвиль підходять хвилі гіперзвукового діапазону (109 — 1013 Гц). Пружні коливанняцих частот називаються гіперзвуком (або ультра-ультразвуком).
ІНФРАЗВУК
Інфразвук — це коливання частоти нижче 16 Гц.Виявлено, що інфразвук пагубно впливає на організм людини і оточуючесередовище. Це зумовлено тим, що частота інфразвуку співпадає з власноючастотою предмета, а це, як нам відомо — явище резонансу. Це і є основноюпричиною згубного впливу інфразвуку на оточуюче середовище. Хвилі різноїчастоти негативно впливають на різні органи людини, на різні конструкції.
В одному з старовинних лондонських театрівбільше півстоліття тому ставили п’єсу, всередині якої дія переносилась із сучасності у глибоке минуле. Як не намагався постановщик створити необхіднутаємність по ходу дії, нічого у нього не виходило. Відомий фізик Роберт Вуд, щознаходився на репетиції, несподівано запропонував діяти на глядачівнизькочастотним нечутним звуком. Наступного дня в театр привезли дуже довгу ішироку трубу та причепили її до органу. Незадовго до спектакля Вуд провівкороткочасний дослід по впливу інфразвуку на людей. Коли він привів у діюгенератор, нічого не чекавших глядачів охопила дивна турбота, безпричиннийстрах, вони стали сумно переглядатися, дивитися по сторонах, а декотрі встализі стільців і пішли до виходу. Ніякого звуку не було, але кришталеві підвіскистаровинного канделябра затремтіли. Навіть на вулиці почалась паніка.
Іншийвипадок мав місце в лабораторії електроакустики Морськогонауково-дослідницького центру в Марселі, де вчені проводили досліди на різнихчастотах і потужностях випромінювання. При випробуванні одного з генераторівультразвуку дослідники стали почуватися погано. Все вібрувало у них всередині — шлунок, серце, легені. В сусідніх лабораторіях люди закричали від болю.Генератор вимкнули, але протягом декількох годин вони почувалисмя зовсім«спустошеними». В тій же лабораторії був створений інший інфразвуковийгенератор, здатний зруйнувати будівлю, хоча його потужність складала всього 2кВт.
Встановлено, що інфразвук можна загасити задопомогою чутних звуків більшої потужності.
Але не завжди інфразвук — шкідливий. За йогодопомогою можна передбачати такі стихійні лиха, як землетрус, цунамі (зяпонської — велика хвиля в гавані), виверження вулкану. За допомогою вжестворених приладів для виявлення інфразвуку ці лиха можна випередити і тимсамим врятувати життя тисяч людей.Вчені вивели цікаву статистику.В середньому
кожногороку відбувається 1 катастрофічний землетрус, 18 дуже сильних, 120 руйнівних,1000 середньої сили, 6000 слабо руйнівних, 49000 відчутних, 300000 помітних і6000000 які ми просто не відчуваємо.На цей час нараховується 600 діючихвулканів, з них коло 200 тільки в Індонезії.
ШУМ
ЛукреційКар (І століття н.е.): «Шкідливого багато нам в вухаіде».
Ф.Інгерслев (президент VIМіжнародного конгресу з акустики, ХХ
століття н.е.): «Шум — це яд».
«Шум- це відходи цивілізації. Так зведемо ж ці відходи до мінімуму !»
«Тишиныхочу, тишины. Нервы, что ли, обожжены ?» Вознесенський
Усі цівисловлювання вірні. Шум — це дуже шкідливе явище. Він дуже негативно впливаєна людину. З цього приводу проведено числені досліди. Один дуже цікавий дослідбуло проведено в Германії. Людей помістили в звуконепроникну кімнату. У нихпісля дня праці в цих умовах спостерігалось погіршення настрою і самопочуття.Отже, відсутність шуму теж є шкідливим чинником. Тому рівень шуму не повиненвиходити за певні рамки.
Наведемо декілька прикладів. Це будуть дві статті з газет.
«Надискотеці, як у цеху»
Рівеньшуму у звичайній дискотеці не менший, ніж поблизу величезного авіалайнера, якийготується злетіти, повідомляє британський науковий журнал «Нью Саєнтитс».Перевіривши слух 1800 молодих німців із Дюссельдорфа віком від 18 до 24 років,дослідники одержали вражаючі результати: кожний десятий з них страждає втратоюслуху, який не можна відновити. Крім того, у кожного четвертого спостерігаєтьсярозлад функцій слуху.
Дивують йінші результати: десята частина молодих людей 16 — 18 років через серйозніпошкодження внутрішнього вуха розуміють людську мову середньої гучності зтруднощами. Їм доводиться напружувати увагу, стежити за рухом губ, а то йздогадуватися про зміст сказаного за обривками слів.
Особливоглушить тінейджерів «техно» — дикий шум, що мало асоціюється з музикою,децибели якого значно перевищують навіть гуркіт ковальського цеху початкустоліття.
««Відбитий»слух»
Ткачихи,ковалі, водії поїздів у метро і обслуговуючий персонал аеродромів — постійніклієнти лікарів, що займаються відновленням слуху. Що поробиш такі професії.Зараз до цих пацієнтів стали активно приєднуватись школярі та студенти. Щопоробиш — така мода: хлопці й дівчата з «бананами» у вухах у виглядінавушників від плеєра — діло звичайне. І все ж таки щось треба робити, якщо мине хочемо, щоб у нового покоління був «відбитий» слух. Пояснимо: у ткацькомуцеху рівень шуму — 90 — 100 децибел,на дискотеці — 80 — 100 дБ. Сила звуку плеєра може досягати 114 дБ — зовсімнебагато до 120 дБ (шуму злітаючого літака), коли починається больовий поріг.На перший погляд це здасться нереальним, і все ж таки: постійно слухаючиплеєр, можна… захворіти.
Американські нейрохірурги вже четвертий рік вивчають так званийрітмічний токсікоз — хвороба, якою страдають білі (!) підлітки, активнослухаючі поп-музику. Чорне населення практично не відчуває при цьому ніякогодискомфорту, оскільки сучасна естрадна музика побудована на афро-американськихритмах, які у них у крові. Що ж до білих, то, як показують дослідження,органічною для них є класична музика, що має біологічні ритми природи.Білтшість творів Моцарта, Вівальді, Баха мають ідеальний ритм — 60 ударів нахвилину, що відповідає серцебиттю. Ця музика не відбиває слух, не руйнує імунітет.Навпаки, її прослуховування, особливо «живе», з виконанням на класичнихмузичних інструментах, зберігає еластичність барабанної перетинки, розвиваєрозрішаючу здатність слуху.
Звукорежисери при записі використовують високі частоти, які призваніімітувати прозорість звучання. Низька якість більшості фонограм змушуєдодатково піднімати верхні частоти. В результаті рівень звукового тиску на нихзначно перевищує початковий. Від усього цього ваш слуховий нерв буде все більшеі більше руйнуватися, а слух, природно, знижатися. Відновити пошкоджений нервхірургічним шляхом практично неможливо.
ВИ МОЖЕТЕслухати музику по дорозі до школи, в метро, в автобусі — власне в цьому і єголовна перевага плеєра. І все ж… В цих випадках до музики в навушникахдодаються шум і вібрація транспорту. Якщо ж ви при цьому ще й жуйку жуєте (аджеж жуєте !), від цих рухів відкривається і закривається просвіт євстахієвоїтруби — відбуваються своєрідні хлопки всередині самого вуха. У підсумкунепомітно відбувається послаблення слухового нерва. А на послаблений слуховийнерв з великим задоволенням нападають інфекції.
Це незначить, що треба взагалі відмовитися від плеєрів. Це значить, що навушникихоча б іноді треба знімати з вух, не вмикати плеєр на всю потужність, рідшеслухати в транспорті і, на жаль, не слухати зовсім, якщо у вас грип або ГРЗ.
Використаналітература :
Газета«Зоря Полтавщини»
І.Г.Хорбеко«За кордонами чутного»
С.У.Гончаренко«Нечутні звуки — трударі»
І.І.Клюкін«Дивний світ звуку»
Р.Тейлор«Шум»