ЕКОЛОГІЯ. Вплив звуків на організм людини.

Звук — коливальний рух частинок пружного середовища, що поширюється у вигляді хвиль у газі, рідині чи твердому тілі. Більшість явищ у природі супроводжуються характерними звуками, які сприймаються та розпізнаються вухом людини і тварин і служать для орієнтування та спілкування. Розділ науки, що вивчає звуки, називається акустикою.
 
Характеристики звуку

Характеристиками звуку є частота, довжина хвилі, амплітуда і швидкість, а також тембр.

Частота

Найпростішим типом звуку є звук, в якому тиск у кожній точці простору змінюється за синусоїдним законом, тобто здійснює гармонічні коливання з певною частотою. Частота — це кількість коливань певної точки звукової хвилі в секунду. Одному циклу коливання в секунду відповідає величина 1 Гц (1/с).

Людина чує звук з частотами від 16 Гц до 20 кГц. Границі чутності визначені не строго і змінюються від людини до людини. Деякі тварини можуть чути звуки з частотою, нижчою від 16 Гц, інші - з частотою понад 20 кГц.

Діапазон від 16 Гц до 20 кГц називають чутним діапазоном. Звуки з частотами до 16 Гц називаються інфразвуком, понад 20000 Гц — ультразвуком. Звуки з частотою 109-1013 Гц називають гіперзвуком.

Людське вухо сприймає та розрізняє частоту звукових коливань як висоту звуку або тон.

Класифікація звуків

Більшість звуків, які зустрічаються в природі складні, тобто є накладанням хвиль різної частоти. Накладання хвиль різної частоти надає звуку забарвлення, яке називають тембром.

За частотними характеристиками акустичної хвилі розрізняють:
простий тон — синусоїдні коливання ( послухати). Звукові коливання простого тону в достатньо хорошому наближенні дають звукові генератори і камертон.
складний тон
гармонічний — визначеної звуковисотності, що складається з основного тону та обертонів. Звуки такого спектрального складу дають музичні інструменти. Тембр звуку, тобто співвідношення обертонів та основного тону надає кожному музичному інструменту своє характерне звучання.
негармонічний — приблизно визначеної звуковисотності, що складається з основного тону та негармонічних обертонів ( послухати).
шум
білий шум — хаотичні коливання, спектральні складові розміщуються рівномірно по всьому діапазону ( послухати).
кольоровий шум — хаотичні коливання, спектральні складові розміщуються нерівномірно по всьому діапазону, як правило з поступовим зменшенням інтенсивності від низьких до високих частот ( послухати).

Швидкість звуку

Швидкість звуку залежить від середовища, через яке проходять звукові хвилі і визначається його параметрами - модулями пружності. Швидкість звуку в газах залежить від температури, від маси молекули газу. Загалом вона дорівнює кореню квадратному похідної від модуля пружності середовища відносно густини. При великих інтенсивностях звуку вона залежить також від амплітуди.

Швидкість звуку в повітрі за нормальних умов становить 340 м/с. Вона дещо зростає з підвищенням температури і зменшується при її пониженні. Швидкість звуку в повітрі практично не залежить від частоти, тому звук розповсюджується на великі відстані без спотворень.

В твердих тілах та рідинах звук загалом розповсюджується швидше, ніж у повітрі.

Довжина хвилі

Довжина звукової хвилі визначається її частотою та швидкістю

Довжини звукових хвиль чутного діапазону лежать у межах від приблизно 2 см до приблизно 20 м.

Гучність

Гучність звуку визначається амплітудою коливань, однак гучність - суб'єктивна характеристика інтенсивності звуку, тоді як об'єктивною фізичною характеристикою є звуковий тиск.

Людське вухо сприймає гучність у приблизно логарифмічному масштабі за законом Вебера-Фехнера, тому гучність вимірюється в логарифмічних одиницях - децибелах, тоді як звуковий тиск вимірюється в паскалях. Логарифмічний масштаб сприйняття означає, що людина може почути новий звук на деякому звуковому тлі тільки тоді, коли його амплітуда перевищує амплітуду тла не на деяку певну абсолютну величину, а на певний множник, який залежить від частоти.

Аналогічно, у логарифмічному масштабі людське вухо розрізняє тони.

Розповсюдження звуку

У газах та рідинах звук розповсюджується як повздовжня хвиля, тобто як послідовність стиснень та розширень. У твердих тілах крім повздовжніх звукових хвиль можуть поширюватись також поперечні звукові хвилі, в яких коливання відбуваються у напрямку перпендикулярному до напрямку розповсюдження. Повздовжні та поперечні хвилі розповсюджуються із різними швидкостями. В неізотропних середовищах, кристалах спостерігається анізотропія швидкості, коли швидкість звуку змінюється в залежності від напрямку розповсюдження.

Розповсюдження звуку є адіабатичним процесом, тобто коливання тиску й густини відбувається швидше, ніж встигає вирівнятися температура. Це означає, що локальна температура змінюється разом із густиною - при стискуванні відбувається нагрівання, при розширенні охолодження.

Звукова хвиля, зустрівши на своєму шляху перешкоду, дифрагує, тобто огинає перешкоду, якщо її розмір менший або порівняний із довжиною хвилі. Звукова хвиля також частково відбивається від перешкоди. Відбивання більше, якщо розмір перешкоди більший від довжини хвилі. Завдяки відбиттю звукової хвилі від перешкод виникає таке акустичне явище, як луна. Людське вухо не розрізняє дуже близькі за часом звуки, тому мінімальна відстань, з якої людина чує луну складає приблизно 16 м.

Реєстрація, запис та відтворення звуку

Звук реєструють за допомогою мікрофонів — приладів, що перетворюють звукові коливання у електричні. Зареєстровані звукові коливання можна передати на віддаль засобами телекомунікації - телефоном або радіо або записати на носії інформації. Переданий або записаний звук відтворюється за допомогою гучномовців, які перетворюють електричні коливання у звукові хвилі.

Найнижчий звук у Всесвіті

Акустичні хвилі, згенеровані надмасивною чорною дірою в центрі скупчення галактик Персей в 250 млн світлових років від Землі, генерують звук на 57 октав нижче ноти «сі» середньої октави (це відповідає частоті 3,2*10-15 Гц, або — одне коливання на 10 млн років), що розповсюджується через тонкий шар газу навколо чорної діри. Це явище було відкрито астрономами Кембріджського університету (Велика Британія) під керівництвом Ендрю Фабіана в рентгенівській обсерваторії Чандра. Цей звук зареєстрований у «Книзі рекордів Гінеса», як найнижчий звук у Всесвіті.

Вплив звуків на організм людини.

Людина завжди жила в світі звуків і шуму. Звуком називають такі механічні коливання зовнішнього середовища, які сприймаються слуховим апаратом людини (від 16 до 20 000 коливань в секунду). Коливання більшої частоти називають ультразвуком, меншою - інфразвуком. Шум - гучні звуки, що злилися в безладне звучання.

Для всіх живих організмів, у тому числі й людини, звук є одним з впливів навколишнього середовища.

У природі гучні звуки рідкісні, шум відносно слабкий і нетривалий. Поєднання звукових подразників дає час тваринам і людині, необхідне для оцінки їх характеру і формування відповідної реакції. Звуки і шуми великої потужності вражають слуховий апарат, нервові центри, можуть викликати больові відчуття і шок. Так діє шумове забруднення.

Тихий шелест листя, дзюрчання струмка, пташині голоси, легкий плескіт води і шум прибою завжди приємні людині. Вони заспокоюють його, знімають стреси. Але природні звучання голосів природи стають все більш рідкісними, зникають зовсім або заглушаються промисловими транспортними й іншими шумами.

Тривалий шум несприятливо впливає на орган слуху, знижуючи чутливість до звуку.

Рівень шуму вимірюється в одиницях, що виражають ступінь звукового тиску, - децибелах. Цей тиск сприймається не безмежно. Рівень шуму в 20-30 децибел (ДБ) практично нешкідливий для людини, це природний шумовий фон. Що ж до гучних звуків, то тут допустима межа становить приблизно 80 децибел. Звук в 130 децибел уже викликає в людини болюче відчуття, а 150 стає для нього нестерпним. Недарма в середні століття існувала страта "під дзвін". Гул дзвона мучив і повільно вбивав засудженого.

Дуже високий рівень і промислових шумів. На багатьох роботах і гучних виробництвах він досягає 90-110 децибел і більше. Не набагато тихіше й у нас вдома, де з'являються все нові джерела шуму - так звана побутова техніка.

В даний час учені в багатьох країнах світу ведуть різноманітні дослідження з метою з'ясування впливу шуму на здоров'я людини. Їх дослідження показали, що шум завдає суттєвої шкоди здоров'ю людини, але й абсолютна тиша лякає і пригнічує його. Так, співробітники одного конструкторського бюро, що мав прекрасну звукоізоляцію, уже через тиждень стали скаржитися на неможливість роботи в умовах гнітючої тиші. Вони нервували, втрачали працездатність. І, навпаки, вчені встановили, що звуки певної сили стимулюють процес мислення, особливо процес рахунку.

Кожна людина сприймає шум по-різному. Багато що залежить від віку, темпераменту, стану здоров'я, оточуючих умов.

Постійний вплив сильного шуму може не тільки негативно вплинути на слух, але й викликати інші шкідливі наслідки - дзвін у вухах, запаморочення, головний біль, підвищення втоми. Дуже гучна сучасна музика також притупляє слух, викликає нервові захворювання.

Шум підступний, його шкідливий вплив на організм відбувається незримо, непомітно. Порушення в організмі людини через шум стають помітними лише з часом.

В даний час лікарі говорять про шумовий хвороби, що розвивається в результаті впливу шуму з переважним ураженням слуху та нервової системи.

Висновок.

Проблема екології - одна з найактуальніших у наш час, і хочеться вірити, що наші нащадки не будуть так схильні до негативних факторів навколишнього середовища, як в даний час. Проте людство до сих пір не усвідомлює важливості й глобальності тієї проблеми, яка стоїть перед ним щодо захисту екології. У всьому світі люди прагнуть до максимального зменшення забруднення навколишнього середовища, також і в Російській Федерації прийнятий, наприклад, кримінальний кодекс, один із розділів якого присвячена встановленню покарання за екологічні злочини. Але, звичайно, не всі шляхи до подолання даної проблеми вирішені і нам варто самостійно дбати про навколишнє середовище і підтримувати той природний баланс, у якому людина здатна нормально існувати.

 Всі процеси в біосфері взаємозалежні. Людство - лише незначна частина біосфери, а людина є лише одним із видів органічного життя - Homo sapiens (людина розумна). Розум виділив людину з тваринного світу і дав йому величезна могутність. Людина протягом століть прагнула не пристосуватися до природного середовища, а зробити його зручним для свого існування. Тепер всім зрозуміло, що будь-яка діяльність людини впливає на навколишнє середовище, а погіршення стану біосфери небезпечно для всіх живих істот, у тому числі і для людини. Всебічне вивчення взаємин людини з навколишнім світом призвели до розуміння, що здоров'я - це не тільки відсутність хвороб, а й фізичне, психічне і соціальне благополуччя. Здоров'я - це капітал, даний нам не тільки природою від народження, але і тими умовами, в яких ми живемо.

http://www.bestreferat.ru