Меню Рубрики

Что такое шум с физической точки зрения

Каждый из нас хоть раз задавался вопросом — а что такое шум? К сожалению, на данный вопрос довольно сложно ответить, а с научной точки зрения существует несколько довольно разных значений. Если обобщить все существующие понятия, что можно сказать, что шум это раздражающие слух звуки, которые сливаются между собой и образуют неразборчивое звучание. К примеру, шум от машины довольно сложно разделить на определенные составляющие, а по факту это и есть неразборчивое звучание или шум.

Но что такое шум с научной точки зрения? Общепринятым определением понятия шума с научной стороны будет следующее: шум это неопределенный звук с неотчетливо выраженной тональностью. Именно такого рода понятие шума наиболее часто применяется в медицинской и врачебной терминологии. Примером может стать термин из кардиологии — шумы в сердце.

Если говорить о бытовом понятии шума, то это слово чаще всего используется для обобщения домашней суеты, гама и т.д.

Итак, в целом можно сказать, что любой известный нам звук в некотором роде тот же шум, который именно мы можем воспринимать как информационные звуки или как обычный шум.

Однако, стоит заметить, что существует и определение с физической точки зрения, которое является наиболее точным и корректным. Итак, шум это неупорядоченные колебания физического характера, которые отличаются между собой определенной запутанностью их временной и спектральной структуры, чем в общем определяет уникальность. Если Вы хотите измерить уровень вибрации в помещении можно обратиться в нашу независимую лабораторию.

Давайте рассмотрим подробнее шум именно с физической точки зрения.

Как было сказано ранее понятие шума определяется как какой-то колебательный процесс, который определен некоторой совокупностью звуков разнообразной силы и частоты. Если не вдаваться в сложные физические терминологии можно сказать, что классификация шума чаще всего осуществляется по следующим критериям:

О каждом из данных характеристик можно говорить довольно долго. Но можно рассмотреть шум еще и с другой стороны, а именно со стороны интенсивности шума. В первую очередь хотелось бы отметить, что помимо частоты шума (различают низкочастотный шум, высокочастотный и среднечастотный) можно разделить шум на периодичность (а именно является ли шум постоянным или переменным) и, конечно же, определение шума в категории: это широкополосный шум или тональный шум.

Всех этих параметров вполне достаточно для того чтобы составить полноценную характеристику шума и правильно его классифицировать, но что представляет собой белый шум? Учеными было принято решение на отнесение белого шума в индивидуальную категорию поскольку он существенно отличается от остального. Итак, белый шум чаще всего классифицируются постоянным и равномерным распределением его спектральных образующих на всей полосе частот. Для того, чтобы провести обследование всего дома можно заказать комплексное экологическое обследование котеджей и квартир.

Все вышеперечисленные классификации наиболее часто применяются в научных физических и исследовательских работах, а в повседневной жизни их использовать гораздо сложнее и по ним нельзя на слух определить восприятие шума живым организмом. Но как сделать объективный анализ?

Для того, чтобы провести комплексное исследование шума в жилом помещении или на предприятии, а также узнать воздействие шума на организм человека мы рекомендуем обратиться в нашу Московскую независимую исследовательскую лабораторию «ЭкоТестЭкспресс», которая проведет все необходимые исследования в кратчайшие сроки, выдаст протокол исследования государственного образца, а также проконсультирует Вас по поводу полученных результатов и возможности улучшения ситуации.

Какие бывают виды шумов на производстве?

Давайте поговорим о том какие же виды шумов бывают и как они отличаются между собой.

Итак, чем примечателен производственный шум и что он из себя представляет? В первую очередь хотелось бы отметить, что производственный шум — это также объединение различных звуков, где интенсивность шума, а также частота беспорядочно изменяются во времени. Влияние шума на рабочем месте негативно сказывается на состояние здоровья работников, а в последствии и на их работоспособность.

Постоянный шум имеет определенные условия для существования. К примеру, для того, чтобы сказать, что на производстве имеется непрерывный шум, экспертиза шума должна подтвердить, что на протяжении всего рабочего восьмичасового дня интенсивность шума не должна варьироваться более чем на 5 децибел. Все измерения должны проводиться с помощью стандартизованной временной характеристике определенного измерительного прибора.

Наша исследовательская лаборатория «ЭкоТестЭкспресс» проведет производственный контроль на предприятии и предоставит все необходимые расчеты и измерения без отрыва от производства. Тем самым Вы сможете проанализировать и исправить рабочую обстановку для того, чтобы улучшить условия рабочим и, соответственно повысить производительность.

Непостоянный шум интерпретируется как полная противоположность постоянного. Если говорить конкретнее, то интенсивность шума в момент рабочего дня колеблется более чем на 5 децибел

Именно непостоянный шум ученые классифицируют в три разные категории:

Итак, колеблющийся шум имеет определенные физические характеристики шума, а если точнее, то он без прерывания и изменяется во времени. Дискретный шум отличается своей ступенчатостью. Эти ступени могут быть на 5 и более децибел, а уровни звука при этом будут отличаться менее, чем на семь децибел. Характеристики шума так же как и источники шума определяет специалист нашей лаборатории, эксперты проконсультируют Вас по полученным измерениям и дадут свои рекомендации по улучшению состояния.

И последний, импульсный шум состоит из одного или нескольких различных звуковых сигналов. Определение шума такого рода осуществляется вышеупомянутыми стандартизованными временными характеристиками (к примеру, могут быть использованы характеристики шума как «импульс» и «медленно»), которые должны зафиксировать отличие между сигналами в семь и более децибел.

Если вспомнить о том, что существует еще и широкополосный шум, то его особенностью станет то, что он характеризуется непрерывным спектром более одной октавы. Тональный шум в свою очередь имеет спектр шума с выраженными дискретными тонами. Если говорить более простым языком, то дискретные тона представляют собой различные частоты, где уровень звука существенно превышает уровень звука на прочих частотах.

Давайте приведем несколько разных примеров. Для того, чтобы представить широкополосный шум в обыденной жизни можно вспомнить шум турбины самолета или вертолета. Бытовой шум может быть разный и примером такого шума может стать даже шум от электрической пилы, который является именно тональным. Данное проявление шума в данной категории объясняется тем фактом, что спектр шума имеет существенно проявленную частоту с доминирующим уровнем звука.

Что представляют из себя механические шумы?

Итак, механический шум представляет собой шум от различных механизмов. Возникновение шума такого рода объясняется существованием в различных механизмах трения, столкновение деталей прибора, инерционных возмущающих сил и прочих нюансов. Избавиться от такого вида шума довольно сложно, поскольку многое зависит как раз от производителя и инженера.

Существует еще один вид шума — аэродинамический шум. Данный вид шума образуется вследствие движения газа, а именно обтекания атмосферными потоками разнообразных тел. Такой вид шума чаще всего зарождается при работе обычных электровентиляторов, кухонных вытяжек, различного рода компрессоров и турбин.

Как влияет производственный шум на организм человека?

Каждый задавался вопросом о том, как же влияет шут не только на работоспособность, но и общее состояние здоровья человека. Итак, как всем нам известно любой шум негативно влияет не только на органы слуха и нервной системы, а и другие органы, но обо всем по порядку.

Из-за новых производственных компаний, которые имеют повышенную точку шума на предприятии все более и более актуальным становится вопрос о влиянии производственного шума на общее состояние живого организма и человека, который находится на рабочем месте на протяжении всего рабочего дня.

Многие предприятия заботятся о своих подчиненных и в уставе предприятия прописали определенный регламент на интенсивность шума. В данном регламенте прописаны все условия и интенсивность допускаемого шума от аппаратов.

Для того, чтобы достоверно узнать на сколько повышен уровень допустимого шума в городе, на производстве от различных приборов и станков, также в быту мы рекомендуем обратиться в нашу независимую исследовательскую лабораторию «ЭкоТестЭкспресс», которая имеет четырнадцатилетний опыт работы и лучших специалистов Москвы.

Как показывает практика, которая подтверждена научными фактами повышенный уровень шума понижает работоспособность человека примерно на 10%, а в следствии заболеваний от шума — на 37%. Из этого следует тот факт, что постоянный контроль шума в помещении способствует постоянному контролю, а также улучшению рабочей обстановки. Помимо этого, работодатель сможет сберечь довольно крупную часть материальных средств и здоровье своих подчиненных.

Мы поможем с проверкой уровня шума в любом помещении начиная от жилых помещений и производства и заканчивая обследованием офисов и бизнес центров, а также составим оригинальный индивидуальный план по улучшению условий труда. «ЭкоТестЭкспресс» поможет Вам создать идеальные условия труда.

Что такое шум с физической точки зрения

    Главная
  • Список секций
  • Физика
  • Влияние звука и шума на организм человека

Влияние звука и шума на организм человека

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Проблема: Сегодня весьма актуальна проблема влияния шума на здоровье человека. Среди наиболее распространенных неблагоприятных физических факторов, отрицательно влияющих на здоровье человека, наиболее вредным является звуковой шум. В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека, а гигиеническая проблема борьбы с шумом является на сегодня наиболее актуальной.

Актуальность.

Долгое время влияние шума на организм человека специально не изучалось, хотя в начале XX века немецкий микробиолог Роберт Кох сказал: «Когда-нибудь человеку придется ради своего существования столь же упорно бороться с шумом, как он борется сейчас с холерой и чумой».

Звуковой шум воспринимается как неприятные, нежелательные звуки, мешающие нормально работать, получать нужную информацию, отдыхать. Шум ведет к снижению работоспособности, остроты слуха, функциональных возможностей коры головного мозга, сердечно-сосудистой и центральной нервной системы. Шум действует на человека возбуждающе, вызывает выделение в кровь большого количества гормонов, вызывающих чувство страха, опасности, агрессии, обостряет хронические заболевания.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), учитывая глобальный характер шумового загрязнения окружающей среды, разработала долгосрочную программу по снижению шума в городах и населенных пунктах мира. В России защита от шумового воздействия регламентируется Законом РФ «Об охране окружающей среды» (ст. 55), а также постановлениями правительства о мерах по снижению шума на промышленных предприятиях, в городах и других населенных пунктах.

Моя работа над данным проектом вызвана желанием узнать, что такое шум, как он влияет на человека, и как можно сохранить слух. В процессе исследования мы провели опрос учащихся о влиянии шума на их состояние здоровья и работоспособность. Данная работа призвана, привлечь внимание ребят к решению проблемы шумового загрязнения городов, охраны окружающей среды и сохранения своего здоровья и окружающих.

Цель работы: изучить влияние шума и звука на здоровье человека.

Объект исследования: шум как звуковое явление.

Предмет исследования: воздействие шума и звука на организм человека.

Задачи:

Изучить и проанализировать научную литературу по проблеме исследования.

Выяснить влияние шума и звука на здоровье человека.

Провести опрос и проанализировать полученные результаты.

Разработать «Здоровьесберегающие рекомендации» для учащихся.

Ожидаемый результат: опираясь на фактический материал, показать важность охраны окружающей среды.

Гипотеза: обратить пристальное внимание на проблему защиты здоровья человека от шума. Учащиеся нашей школы могут обезопасить себя от вредного влияния шума и повысить работоспособность на уроках, если:

получат знания об особенностях звука и его влиянии на слух человека;

понизят «шумовое загрязнение» на переменах;

Читайте также:  Из чего делают линзы для зрения

внимательно отнесутся к нашим рекомендациям, разработанным в ходе выполнения проекта.

Методы: теоретический анализ научной литературы, опытно-экспериментальная работа, наблюдение, беседа, анкетирование, количественный и качественный анализ полученных результатов.

Теоретическая часть.Шум с физической точки зрения.

Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий окружающей среды. Раздел физики, в котором изучают звуковые явления, называют акустикой. Звук как физическое явление представляет собой механическое колебание упругой среды (воздушной, жидкой и твердой) в диапазоне слышимых частот. Ухо человека воспринимает колебания с частотой от 16 до 20000 Гц. Ухо человека — прекрасный приёмник звуковых колебаний. Оно состоит из трёх частей: внешнего, среднего и внутреннего уха. Элементами внешнего уха являются ушная раковина и внешний слуховой проход. Они служат для того, чтобы направить звуковые волны к барабанной перепонке. Барабанная перепонка и соединённые с ней три слуховые косточки — это среднее ухо. Они передают звуковые колебания к элементу внутреннего уха через перепонку овального окна — жидкости заполняющей улитку. Здесь звуковые колебания с помощью слуховых рецепторов превращаются в последовательность нервных импульсов, которые передаются в мозг слуховым нервом.

Следовательно, чтобы вызвать ощущение звука, необходимо выполнить три условия:

среда должна быть упругой;

мощность звуковой волны должна вызвать ощущение звука.

Звуки, которые мы ежедневно слышим, очень разнообразны. Они делятся на музыкальные звуки и шумы. К первым относятся пение, звучание натянутых струн скрипки, гитары или виолончели, духовых или других музыкальных инструментов, свист и т. п. Шумы возникают во время грозы, создаются работающими двигателями, шелестящей листвой. С помощью органов речи люди могут воссоздавать музыкальные звуки и шумы. Шум отличается от музыкального тона тем, что у него нет определённой частоты колебаний, а значит – определённой высоты звука.

Шум — это хаотическая смесь многих звуковых колебаний разных частот и амплитуд. Шум – сложное физическое явление: он образуется вследствие наложения колебаний различных частот, то есть состоит из звуков разной высоты. Он является одной из форм физического (волнового) загрязнения окружающей среды, адаптация организмов к которому практически не возможна. Источниками шумов являются все виды транспорта, промышленные объекты, громкоговорящие устройства, лифты, телевизоры, радиоприёмники, музыкальные инструменты, собрания людей и отдельные лица. Чрезмерный шум влияет на человека подобно яду, который в организме медленно накапливается.

Влияние шума на организм человека

Уровень шума, его сила (интенсивность) измеряется в децибелах (дБ). Интенсивность всех звуков диапазона слухового восприятия выражают в относительных единицах от 0 до 130 дБ (болевого порога). Измеряют шум специальной аппаратурой — шумомерами. Уровень шума в 20-30 децибелов (ДБ) 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.

В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека, исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека. Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий.

В зависимости от уровня интенсивности и спектра шума различаются несколько ступеней воздействия шума на человека:

шум, вызывающий механические повреждения органов слуха;

шум, вызывающий необратимые изменения в органах слуха и приводящий к общему болезненному состоянию организма человека;

шум, затрудняющий разборчивое восприятие речи и оказывающий, таким образом, значительное воздействие на нервную систему человека, повышающий утомление;

шум более низких уровней, оказывающий вредное воздействие на нервную систему человека, мешающий его умственному труду и отдыху.

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. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической подавленности, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда. Наиболее чувствительны к действию шума люди старшего возраста. Так, в возрасте до 27лет на шум реагируют 46,3% людей, а в возрасте 28-37 лет -57%, в возрасте 38-50 лет — 62%, а в возрасте 58 лет и старше — 72%.

Рекомендованные диапазоны шумов внутри помещений разного назначения такие:

• для сна, отдыха- 30-40 дБ;

• для умственного труда- 40-50 дБ;

• для лабораторных исследований, работы с ЭВМ — 50-60 дБ;

• для производственных цехов, гаражей, магазинов — 50-70 дБ.

Уровни шумов от различных источников и реакция организма на акустические воздействия (в дБ).Приложение №1

Воздействие шума проявляется:

На слуховой аппарат человека;

На нервную систему человека;

На сердечно — сосудистую систему.

Человек становится:

Раздражительным, нервным, слабым, забывчивым;

Тревожным, испуганным, плохо видит, ухудшается интеллектуальная деятельность;

Приобретает: гипертоническую болезнь, бессонницу, неправильный обмен веществ, снижается порог чувствительности нервных, на репродуктивную функцию человека.

Рекомендованные диапазоны шумов внутри помещений разного назначения такие:

сердечно-сосудистые и нервные расстройства

понижается способность к учебе

понижается производительность труда

120-130 дБ – болевое ощущение, акустическая травма

186 дБ – разрыв барабанных перепонок

196 дБ – повреждение легочной ткани

Медицинские исследования свидетельствуют, что у лиц, имеющих шумные профессии, желудочные заболевания (гастриты, язвы) возникают в 4 раза чаще, чем у других. Среди них также намного больше глухих. От продолжительного сильного шума производительность у людей умственного труда снижается на 60%, физического-на 30%.

Последовательность, с которой происходит утрата слуха, сейчас хорошо изучена. При высоких уровнях шума слуховая чувствительность падает через 1-2 года, при средних — через 5 – 10 лет. Снижение слуха происходит медленно, болезнь развивается постепенно. Сначала интенсивный шум вызывает временную потерю слуха. В нормальных условиях через день или два слух восстанавливается. Но если воздействие шума продолжается месяцами, восстановление не происходит, временный сдвиг порога слышимости превращается в постоянный. Нервные клетки внутреннего уха оказываются настолько поврежденными, что не восстанавливаются.

Можно выделить следующие последствия влияния шумов на человека:

1. Шум становится причиной преждевременного старения. В тридцати случаях из ста шум сокращает продолжительность жизни людей в крупных городах на 8-12 лет.

2. Каждая третья женщина и каждый четвертый мужчина страдает неврозами, вызванными повышенным уровнем шума.

3. Достаточно сильный шум уже через 1 мин может вызывать изменения в электрической активности мозга, которая становится схожей с электрической активностью мозга у больных эпилепсией.

4. Такие болезни, как гастрит, язвы желудка и кишечника, чаще всего встречаются у людей, живущих и работающих в шумной обстановке. У эстрадных музыкантов язва желудка — профессиональное заболевание.

5. Шум угнетает нервную систему, особенно при повторяющемся действии.

6. Под влиянием шума происходит стойкое уменьшение частоты и глубины дыхания. Иногда появляется аритмия сердца, гипертония.

7. Под влиянием шума изменяются углеводный, жировой, белковый, солевой обмены веществ, что проявляется в изменении биохимического состава крови (снижается уровень сахара в крови).

Мероприятия по защите от шума

Сегодня современные технологии позволяют снизить неблагоприятное влияние громкого звука и шума на организм человека. В квартире можно установить звукоизоляцию и стеклопакеты, используя беруши можно спокойно спать, не раздражаясь от посторонних звуков. Шумопоглощающие наушники помогут сосредоточиться во время работы или чтения книги.

Борьба с шумом состоит в создании шумозащитных экранов, поглощающих фильтров, бесшумных механизмов, в изменении технологии производства и динамики транспортных потоков. Даже озеленение территории снижает уличный шум на 25%. Хорошие звукоизоляционные материалы: вата, ворсистые ковры, стены из пенобетона или пористой сухой штукатурки.

При этом стоит знать, что полная тишина действует на человека не менее угнетающе, поэтому ограждать себя от шума следует в меру. Главное — постоянно наблюдать за своим самочувствием и стараться слушать приятные звуки: любимую музыку, мелодию моря и дождя. Стоит оценить уровень шума вокруг и подумать, как от него оградиться.

«Школьный шум»

Уровень интенсивности шума на уроках находится преимущественно в пределах от 50 до 80 дБ. Шум до 40 дБ не вызывает отрицательных изменений, они становятся выраженными при воздействии шума в 50 и 60 дБ. Решение арифметических примеров требует при шуме в 50 дБ на 15-55%, а в 60 дБ — на 81% больше времени. При шуме в 65 дБ у школьников отмечено снижение внимания на 12-16%. Уровень шума свыше 80–100 дБ способствуя увеличению числа ошибок в работе, снижая производительность труда примерно на 10 – 15% и одновременно значительно ухудшая его качество.

По общепринятым стандартам: Интенсивность речевого шума измеряется в дБ: тихий шепот — 10 дБ, умеренный шепот — 20 дБ, громкий шепот — 30 дБ, нормальная громкая речь — 50-60 дБ. Эти уровни не мешают умственному труду, если этот шум кратковременный. Такой шум не превышает допустимых норм для умственного труда, не снижает внимания, умственной работоспособности, не оказывает вредного воздействия на центральную нервную систему, не вызывает отрицательных эмоций. Громкий шум (59 — 65 дБ) превышает санитарные допустимые нормы для умственного труда, снижает внимание, работоспособность, оказывает нагрузку на центральную нервную систему, вызывает неприятные эмоции. Интенсивный шум (65 -75 дБ) заглушает повышенный голос учителя, голоса детей. Этот шум быстро утомляет, снижает внимание, развивает утомление, оказывает значительную нагрузку на центральную нервную систему, вызывает отрицательные эмоции. Нужно объяснить ученикам последствия такого шума, его влияние на нервную систему. Важно, чтобы они сами осознали необходимость соблюдения тишины во время урока и на переменах.

Работая над проектом, я провела опрос среди учеников нашей школы.

Анкетирование учащихся:

Мною было проведено анкетирование среди учеников 7-10 классов нашей школы. В опросе участвовали 192 ученика. Приложение №2

Цель: выяснить влияние шума на общее психологическое состояние школьников.

1. Шум на уроках мешает тебе сосредоточиться?

1) да, очень 103-54%;

2) нет, у нас на уроках не шумно 48-25%;

3) не знаю, не обращаю внимания 41-21%.

2. Шум на переменах мешает тебе отдыхать?

1) да, он меня очень раздражает 65-34%;

2) нет, на переменах не так уж и шумно 78-41%;

3) не знаю, не обращаю внимания 49-25%.

3. Сколько учащихся должно быть в классе. Чтобы на уроках не было шумно?

1) 10-15 человек 65-34%;

2) 15-20 человек 78-41%;

3) 20-25 человек 49-25%.

4. Какое направление в музыке вы предпочитаете?

Классическая музыка 24-13%

5. Включаете ли вы музыку, когда делаете уроки?

6.Каким образом вы предпочитаете слушать музыку (через колонки (динамики), наушники)?

7.Раздражает ли вас посторонний шум?

8. Можете ли вы отвлечься от окружающих шумов?

9. Бывает ли, что вы перестаете воспринимать объяснения учителя на уроке?

10. Можете ли вы заснуть под громкий, надоедливый шум?

11. Просыпаетесь ли вы под звук будильника?

12. Уровень шума в городах постоянно увеличивается. Задумываетесь ли вы о том, что это может привести к печальным последствиям?

Проанализировав ответы, я сделала следующие выводы:

Шум на уроках и переменах оказывает вредное воздействие, считает половина обучающихся, хотя другой половине он не мешает.

Количество обучающихся в классе главная причина шума на уроке.

Большинство учеников слушают музыку во время выполнения домашнего задания, отдавая предпочтение тяжелой музыке. Качество умственной работы снижается.

Школьники предпочитают слушать музыку через наушники, музыка раздражает барабанные перепонки и оказывает вредное действие на здоровье учеников.

Читайте также:  Что полезно для зрения глаз продукты

Длительное воздействие шума оказывает влияние на психологическое состояние. Раздражение от постороннего шума зависит в основном от темперамента человека.

Сильно уставший человек не обращает внимания на посторонние раздражители и не всегда может проснуться под звук будильника.

Учащихся не задумывается о том, то увеличение шума может привести к тяжелым последствиям и является важной проблемой.

Заключение

В ходе работы над проектом мною были изучены свойства и особенности шума. Было рассмотрено физическое понятие шума. Шум оказывает вред на наш организм незаметно для нас, т.е. мы не можем видеть воздействие шума на нас. Чрезмерный шум – одна из важнейших проблем современного общества. Поэтому я решила продолжить свое исследование в направлении изучения уровня шума на уроках и переменах, в разных классах и на разных этажах, а также влияние громкой музыки на трудоспособность, активность, концентрацию внимания и результативность работы.

Мною сделаны следующие выводы:

Длительное воздействие шума с уровнем более 80-90 дБ может привести к частичной или полной потере слуха, также могут произойти патологические изменения в сердечно-сосудистой и нервной системе. Безопасны только звуки громкостью до 35 дБ.

Шум оказывает свое разрушающее действие на весь организм человека. Его гибельной работе способствует и то обстоятельство, что против шума мы практически беззащитны.

Чтобы обезопасить себя от ненужных звуков в школе, не следует кричать на переменах, включать музыку на полную мощность.

Полностью оградить себя от шума невозможно, но мы можем сами уменьшить его влияние на себя и окружающих.

Результаты:

Создали презентацию по теме: «Влияние звука и шума на организм человека», буклет для обучающихся по защите от вредного воздействия звуков и шума на основе рекомендаций.

Практическая значимость: материал можно использовать на уроках физики, биологии, музыки, основах безопасности жизнедеятельности, во внеурочной деятельности. А также в просветительской работе и здоровьесберегающих технологиях (выпуск бюллетеней, выставки рисунков, плакатов).

Планы на будущее

Изучить санитарные нормы шума для жилых помещений и образовательных учреждений.

Измерить уровень шума в школе с помощью шумомера.

Проверить остроту слуха у обучающихся и учителей.

Литература

А.В. Перышкин, Е.М. Гутник Физика 9 класс, Издательство «Дрофа», Москва 2013 г.

А.Б. Кимбар «Физика в живой природе».

Р.А. Гибель «Справочник по физике для студентов и школьников»

А.В. Тарасов «Физика в природе»

Интернет — ресурсы: http://www.businesseco.ru

Санитарно-эпидемиологические правила (СанПиН 2.4.2.1178-02). «Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях», 2002.

Производственный шум: физические величины, действие шума на организм человека. Гигиеническое нормирование параметров по предельному спектру и эквивалентному уровню.

С физической точки зрения шумы – сочетания звуков разной частоты и интенсивности. Человек не может жить в абсолютной тишине.

С гигиенической точки зрения шум – это любой звук, воспринимаемый человеком негативно или наносящий вред его здоровью.

· Мешающий шум — нарушает речевую связь с рабочими (применяются кодированные мощные звуковые сигналы)

· Раздражающий шум – нарушает нервные процессы; снижение внимания, усталость, раздражительность, головная боль.

· Вредный шум – нарушение биологических функций человека. Шумовые болезни – это снижение слуховой чувствительности, нарушение пищеварения, увеличение артериального давления, травмирования слухового аппарата.

· Травмирующий шум – резко нарушает физиологические функции организма – травма слухового аппарата, нервный шок.

Физические величины, характеризующие шум:

1) длина волны λ=0,01-7,2 м

2) частота f=20-20 000 Гц

3) интенсивность шума: I, Вт/м 2

ρ-плотность среды, в к-й распространяется звук, С-скорость распределения звука.

Иными словами, это мощность звуковой волны, приходящаяся на единицу поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения шума.

4) звуковое давление: разность давлений в возмущенной и невозмущенной средах, Р, Па

5) Акустическое сопротивление среды.

Однако эти характеристики исп-ть неудобно, т.к. наш слуховой аппарат регистрирует не абс.изменение частоты звука, а относит. – воспринимает частоту ступенчато. Поэтому применяются частотные интервалы – октавы. Октава выбирается таким образом, чтобы соотношение крайних частот f1 и f2 равнялось бы 2. Октава включает 5 ступеней слухового восприятия частот.

В слышимом диапазоне гигиеническими нормами выделено 9 октав. Зависимость величин, характеризующих шум, от его частоты называют частотным спектром шума.

Другая особенность – восприятие звуковых колебаний в большом диапазоне интенсивности и звукового давления от порога слышимости до болевого порога. Т.е. у уха разная чувствительность к частоте. Поэтому численные значение пороговой интенсивности и звукового давления соотносят со стандартной частотой 1000 Гц, для которой:

интенсивность изменяется от 10 в -12 до 10 в 12 степени, Вт/м2;

звуковое давление изменяется от 2*10 в -5 до 200 Па.

Поэтому применять абсолютные значения неудобно и пользуются уровнями звука– относительные логарифмические уровни: L = lg(I/I) orL = 2lg(P/P) , где I и P– значения на пороге слышимости при 1000 ГЦ. Единица измерения уровня звука – Бел (Б). Но посколько мы можем слышать прирост энергии звука на 0,1 Б, то в измерениях принят дБ.

При замерах, чтобы усреднить вклад различных частот (высоких и низких) шумомер имеет спец.шкалу «А». Результаты измерения записываются в дБА.

+ Шум характеризуется отражением от ТВ поверхности: часть волны может отражаться в виде интерференции, либо огибать препятствие (дифракция), отражаться и преломляться.

Постоянный шум – шум, общий уровень звука к-о за 8 часов рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБ. Непостоянный шум – к-й меняется больше, чем на 5 дБ.

Установлено 5 предельных спектров – совокупностей предельных уровней шума в стандартных октавных полосах.

ПС-80 – уст.дляпост.раб мест произвпомещ и на территории предприятия

ПС-75 – для раб.влаб.с шумными приборами

ПС-65 – для раб.мест диспетчерской службы, на участках точной сборки

ПС-60 – для раб.местаналит прибор и конторских помещений

ПС-50 – для раб.мест преподавания, обучения, научной работы

Эквивалентный уровень шума– для нормирования непостоянных во времени тональных шумов.

Lэкв=f(Lчаст·τ) – измен.шума по частоте и по времени.

Исследование учащихся Шум с физической точки зрения

Содержание

Автор(ы) исследования

учащиеся 10 класса

Тема исследования

Шум с физической точки зрения

Рекомендуемые (учителем) ресурсы

  1. Журнал “Физика в школе”
  2. Кимбар Б.А. и др. Физика в живой природе.
  3. Руденко (составитель) Школьникам о современной физике.
  4. Тарасов А.В. Физика в природе.
  5. http://elkin52.narod.ru/test/telefon.htm
  6. Учебник по физике за 9 класс

Гипотеза исследования

Шум и его отсутствие оказывают огромное влияние на происходящее вокруг, но далеко не всегда являются очевидными причинами многих происшествий.

Цели и задачи исследования

  • Показать актуальность рассматриваемого вопроса.
  • Выявить различие шума и музыки с точки зрения физики.

План исследовательской работы

  • Изучить шум с точки зрения физики: причины возникновения, единицы его изменения, диапазон восприятия человека.
  • Предложить разгадку некоторых мифов и тайн, основываясь на собранный о шуме материал.

Результаты исследования

Человек живет в мире звуков. Звук – это то, что мы слышим: голоса людей, пение птиц, звуки музыкальных инструментов, гром во время грозы, шум леса и шумы вообще. Звучат работающие машины, движущийся транспорт. Все колеблющиеся тела – источники звука. Во время звучания “увеличивается” толщина струны, вследствие ее колебания.

( Демонстрация колебаний струны гитары).

Колеблется также и воздушный столб у органной трубы.

В воздухе звуковая волна является продольной, т.к. в газе только такие волны и возможны. Для возникновения звуковой волны, необходимо, чтобы колебания имели определенную частоту.

(Демонстрация камертоном звуков – ля и ре).

Камертон – прибор для настройки музыкальных инструментов. Если мы размахиваем руками, то создается волна, но звук мы не слышим, потому что для возникновения звука нужно размахивать руками с частотой более 20 раз в секунду. Звук может распространяться в твердой и жидкой средах. Колебания частиц в жидкостях вызываются силами упругости при сжатии и расширении жидкости. В твердых телах звуковые волны могут быть и поперечными, т.к. в твердых телах наблюдают деформации сдвига и сжатия с растяжением.

Звук имеет определенную скорость. В жидких и твердых телах скорость звука больше, чем в газах.

Скорость звука впервые была измерена в 1827 г. на Женевском озере в Швейцарии. В одной лодке поджигали порох и одновременно ударяли в подводный колокол. Ругая лодка находилась на расстоянии 14 км от первой, на ней улавливали звук с помощью подводного рупора. По разности времени между вспышками света и приходом звукового сигнала определили скорость звука.

Звуки отличаются друг от друга тоном. Тон – это частота колебаний в звуковой волне. Звук характеризуется также и громкостью. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний. Единицей громкости является децибел (дБ). Вот примеры интенсивности распространенных звуков дБ

  1. Шелест листвы 10-40
  2. Шепот Около 30
  3. Тиканье будильника в 1м от уха 25-35
  4. Дыхание спящего человека Около 25
  5. Обычный разговор 50-60
  6. Санитарная норма для жилой зоны 45-60
  7. Громкий разговор Около 75
  8. Пылесосы 75
  9. Детский плач 80
  10. Автомобильный гудок Около 105
  11. Железная дорога 85-100
  12. Реактивный самолет на расстоянии 50-100м 120-130

Ощущение звука вызывается звуковыми волнами, достигающими органа слуха – уха.

(Об устройстве уха подробнее расскажут биологи.)

Человеческое ухо слышит звук, когда на слуховой аппарат действуют механические колебания с частотой от 16 до 20 КГц.

Ниже располагается область инфразвука, выше — ультразвуковых колебаний. Шум глушит и угнетает, действует на нервную систему, порой рвет барабанные перепонки. Но нечто более страшное происходит за порогом «тишины».

(Рассказ медиков о последствиях).

  • Применение ультразвука в народном хозяйстве.
  • Применение ультразвука в медицине. )

Звуки, издаваемые камертоном или гармонически колеблющимися телами называются музыкальными. При увеличении амплитуды колебаний в звуковой волне увеличивается амплитуда колебаний звучащего тела. От этого зависит громкость звука. Высота звука или тона определяется частотой колебаний.

Шум отличается от музыкального тона тем, что ему не соответствует какая – либо определенная частота колебаний.

С некоторыми звуковыми явлениями мы знакомы с детства. Это – эхо, т.е. звук, отраженный от преград.

(Сообщение учащихся из книги “Физика в природе” Л.В.Тарасов.)

Наука, изучающая звуки называется акустикой.

Архитектурную акустику – изучает распространение звука в помещениях, влияние на звук размеров и формы помещений, свойства материалов, покрывающих стены, пол, потолок. Музыкальная акустика – исследует музыкальные инструменты и условия их лучшего звучания. Физическая акустика – изучает звуковые колебания. Вы, наверное, наблюдали такое явление, когда звук вдруг становился громче без видимых причин. Это явлений называется акустический резонанс. Он возникает тогда, когда совпадают частоты колебаний первого и второго тела. Резонаторами (усилителями звука) служат трубы духовых инструментов, трубы органа, корпуса скрипок, гитар и других струнных инструментов. Человек также имеет собственные резонатор – это полость рта, усиливающая издаваемые звуки.

  • Легенда о иерихонских трубах

По старой библейской легенде, неприступные стены Иерихона («Лунного города») рухнули от звуков труб завоевателей. Во все Времена это казалось чудом. Но вот, при раскопках древнего города, археолог Якоб Фелд обнаружил в окружающих его стенах много круглых отверстий. Он же доказал, что они были просверлены во времена осады Иерихона. Когда начался штурм, от громкого крика осаждающих и рева многочисленных труб стены рассыпались.

Все началось со случая в Лондонском театре «Лирик». Джон Болдерсон и Джильберт Миллер ставили историческую драму. По ходу пьесы им нужно было «вернуть» зрителя на полтора столетия назад, причем так, чтобы этот «перескок» получился и психологическим, и эмоциональным. Постановщики поведали о своих проблемах известному физику-экспериментатору Роберту Буду. Он предложил использовать «эффект звука». Идея заключалась в том, что низкая нота, почти неслышимая, но колеблющая барабанную перепонку, произведет ощущение таинственности и придаст зрителям необходимое настроение.

Читайте также:  Что такое общение с психологической точки зрения

Результат превзошел ожидания. «Неслышимая» волна Вуда, испускаемая из органной трубы, длиннее и толще, чем те, что применяются в церковных органах, произвела страшный эффект: стекло в канделябрах старинного театра зазвенело, окна задребезжали, здание начало дрожать, волна ужаса распространилась по затемненному залу. Началась панику. Спектакль был сорван. Вуда заподозрили в занятиях парапсихологией.

Это событие относится к 1929 году.

  • Известен и другой весьма любопытный факт.

Летом 1932 года на ледоколе «Таймыр», что находился в северных широтах, проводились аэрологические исследования с использованием шаров-зондов. При одном из запусков, на палубе раздался крик испуга. Поспешившие к месту происшествия (среди них был и будущий академик В.В.Шулейкин) узнали, что кричал дежурный аэролог. Случайно прикоснувшись щекой к оболочке шара, он ощутил острую боль в ушах. Все это выглядело очень странно и не поддавалось объяснению.

Ночью на «Таймыр» обрушился жестокий шторм. О происшедшем забыли, и только Шулейкин продолжал искать разгадку случившегося. Он попробовал увязать три, казалось бы, разнопричинных факта, и это ему удалось. Оказалось, что оболочка шара-зонда, наполненная водородом, сыграла роль резонатора, который усиливал звуковые колебания в 6-12 раз. Они вызвали острую боль в ушах. Первоисточником неслышимого звука стал приближающийся шторм. Последующие эксперименты и наблюдения подтвердили правильность вывода.

Много позже французский ученый профессор В.Гавро, исследуя влияние инфразвуковых колебаний на организм человека, пришел к заключению, что многие части нашего тела являются своеобразными резонаторами, контурами, настроенными на определенную частоту. Сердце, например, настроено на шум частотой около 6 герц, такую же «характеристику» имеют почки и позвоночник. У глаз этот показатель выше — 40-100 герц, у головы — 20-30 герц, у руки — 2-3 Герца, у желудка — 2-3 -герца, у кишечника — 2-4, вестибулярного аппарата — 0,5-13,0 герц и т.д.

Оказавшись в зоне действия источника инфразвука — искусственного или созданного самой природой — наши органы начинают вибрировать, увеличивая при этом амплитуду собственных колебаний. В какой-то момент человек начинает ощущать звон в ушах, тошноту, нарушение сердечной ритмики, потерю остроты зрения, а потом и острую боль. Процесс этот может быть растянут во времени или очень скоротечен.

Когда в лаборатории морского научно-исследовательского центра в Марселе испытывали инфразвуковой генератор конструкции профессора Гавро, все находящиеся в соседних помещениях ощущали «клокотание внутренностей и ужасную боль».

Что объединяет эти «Загадочные чудеса»? Коварное колдовство? Техническая парапсихология?

Нет, все много проще: среди многообразных научных направлений появилось еще одно: оно изучает диапазон звуковых колебаний, который на шкале частот сдвинут влево и называется инфразвуком. Оказалось, что в окружающей нас природе «неслышимых шумов» гораздо больше, чем слышимых. Сверхнизкие акустические колебания рождает ветер, раскачивая деревья, высотные строения, или поднимая волнения моря. Инфразвуковой фон создают неуловимые малые землетрясения, водопады, снежные сели. С развитием техники множилось и число рукотворных источников, которые, кроме обычного шума, наполняли нашу жизнь инфразвуками различных частот. Это станки, генераторы, машины, самолеты, поезда и т.д.

Любопытно, что нечто подобное рождается и в земной тверди. Давно замечено, что незадолго до землетрясений проявляют беспокойство многие животные: лошади, кошки, собаки, рыбы, пресмыкающиеся. Они как бы чувствуют приближение разрушительных «земных штормов».

Не в этом ли разгадка падения Иерихона? Ведь, по расчетам ученых, инфразвук может порождать огромную разрушительную силу.

А теперь обратимся к другим фактам, весьма таинственным и во многом еще необъяснимым.

Судя по легенде, район Бермудского треугольника является «атлантическим кладбищем» (так его окрестили в печати) и полон загадочных проявлений. Действительно, в районе злополучного треугольника уровень поверхности воды ниже условной поверхности земного эллипсоида (а не поверхности Мирового океана, как это трактуют многие сторонники легенды). Но такие районы занимают значительные площади в Мировом океане, и за ними никто не наблюдал «пристрастия» к бесследному поглощению кораблей, самолетов и людей. Вот и в Бермудском треугольнике таких явлений не наблюдается в последние годы. Но всем памятна загадочная трагедия, происшедшая 5 декабря 1945 года. В тот день бесследно исчезли пять бомбардировщиков ВВС США ТМВ-З «Эвенджер», совершавших полет по маршруту № 19 («Группа № 19). До самого последнего времени причины трагедии, приведшей к гибели участников полета, оставались загадкой.

Предположений много. Но если сопоставить факты и некоторые подробности, можно построить логическую цепочку рассуждений. Потеря зрения у членов экипажей, нервные и мозговые расстройства, ухудшение самочувствия и, как следствие, катастрофа — все это могло быть «проказами» инфразвука.

На приемник звука (и человека в частности) отрицательное влияние оказывает шум. Шум – это звук любого рода. Слово «шум» определяет два понятия: первое — шум как физическое явление; второе — шум как ощущение. Мы постарались рассмотреть шум с первой позиции.

Шум – это звуковые волны, воспринимаемые людьми как неприятный, мешающий или даже вызывающий болезненные ощущения фактор. Чаще всего шум – продукт техники, и потому стал опасен сравнительно недавно. Характерные примеры шума – свист, треск, шипение, дребезжание.

Шумы окружают человека повсюду. Рано утром звон будильника громкостью 56-80 дБ пробуждает нас ото сна. Кофейная мельница, которую мы включаем утром, дает шум громкостью около 70 дБ. За завтраком мы слушаем музыку, передаваемую по радио, – это 50-70 дБ. По пути на работу или в школу нас окружает транспортный шум на уровне 70-80 дБ.

Как правило, шум нас раздражает, мешает работать, отдыхать, думать. Но шум может действовать и успокаивающе. Такое влияние на человека оказывает, например, шелест листьев, рокот морского прибоя.

Нередко шум несет важную информацию. Авто- или мотогонщик внимательно прислушивается к звукам, которые издают мотор, шасси и другие части движущегося аппарата, ведь любой посторонний шум может быть предвестником аварии.

Цвета шума

Белый шум — стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Примерами белого шума являются шум близкого водопада(отдаленный шум водопада — розовый, так как высокочастотные составляющие звука затухают в воздухе сильнее низкочастотных), или шум Шоттки на клеммах большого сопротивления. Название получил от белого света, содержащего электромагнитные волны частот всего видимого диапазона электромагнитного излучения.

В природе и технике «чисто» белый шум (то есть белый шум, имеющий одинаковую спектральную мощность на всех частотах) не встречается (ввиду того, что такой сигнал имел бы бесконечную мощность), однако под категорию белых шумов попадают любые шумы, спектральная плотность которых одинакова (или слабо отличается) в рассматриваемом диапазоне частот.

Статистические свойства

Термин «белый шум» обычно применяется к сигналу, имеющему автокорреляционную функцию, математически описываемую дельта-функцией Дирака по всем измерениям многомерного пространства, в котором этот сигнал рассматривается. Сигналы, обладающие этим свойством, могут рассматриваться как белый шум. Данное статистическое свойство является основным для сигналов такого типа.

То, что белый шум некоррелирован по времени (или по другому аргументу), не определяет его значений во временной (или любой другой рассматриваемой аргументной) области. Наборы, принимаемые сигналом, могут быть произвольными с точностью до главного статистического свойства (однако постоянная составляющая такого сигнала должна быть равна нулю). К примеру, двоичный сигнал, который может принимать только значения, равные нулю или единице, будет являться белым шумом только если последовательность нулей и единиц будет некоррелирована. Сигналы, имеющие непрерывное распределение (к примеру, нормальное распределение), также могут быть белым шумом.

Дискретный белый шум — это просто последовательность независимых (то есть статистически не связанных друг с другом) чисел.

Фликкер-шум , розовый шум

Фликкер-шум (фликкерный шум, 1/f шум, иногда розовый шум в узком прикладном понимании такого термина) — электронный шум, наблюдаемый практически в любых электронных устройствах; его источниками могут являться неоднородности в проводящей среде, генерация и рекомбинация носителей заряда в транзисторах и т. п. Обычно упоминается в связи с постоянным током.

Фликкерный шум имеет спектр розового шума, поэтому его иногда так и называют. Однако следует различать розовый шум, как математическую модель сигнала определённого вида, и фликкерный шум, как вполне определённое явление в электрических цепях.

В 1996 году в Институте теплофизики УрО РАН В. П. Ковердой и В. Н. Скоковым были экспериментально обнаружены интенсивные тепловые пульсации при переходе от пузырькового режима кипения жидкого азота к плёночному на тепловом участке высокотемпературного сверхпроводника. Спектр этих пульсаций соответствует фликкер-шуму

Красный шум

Красный шум (броуновский шум) — шумовой сигнал, который производит броуновское движение. Из-за того, что по-английски он называется Brown (Brownian) noise, его название часто переводят на русский язык как коричневый шум.
Спектральная плотность красного шума пропорциональна 1/f², где f — частота. Это означает, что на низких частотах шум имеет больше энергии, даже больше, чем розовый шум. Энергия шума падает на 6 децибел на октаву. Акустический красный шум слышится как приглушённый, в сравнении с белым или розовым шумом

Синий (голубой) шум

Синий шум — вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 3 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность увеличивается с ростом частоты, и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. На слух синий шум воспринимается более резким, нежели белый. Синий шум получается, если продифференцировать розовый шум; их спектры зеркальны.

Фиолетовый шум

Фиолетовый шум — вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 6 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность пропорциональная квадрату частоты и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. Фиолетовый шум получается, если продифференцировать белый шум. Спектр фиолетового шума зеркально противоположен спектру красного.

Термин серый шум относится к шумовому сигналу, который имеет одинаковую субъективную громкость для человеческого слуха на всём диапазоне воспринимаемых частот. Спектр серого шума получается, если сложить спектры броуновского и фиолетового шумов. В спектре серого шума виден большой «провал» на средних частотах, однако человеческий слух субъективно воспринимает серый шум как равномерный по спектральной плотности (без преобладания каких-либо частот).

Американский глоссарий Федерального стандарта 1037C по телекоммуникациям даёт определения белому, розовому, синему и чёрному шуму

Оранжевый шум

Оранжевый шум — квазистационарный шум с конечной спектральной плотностью. Спектр такого шума имеет полоски нулевой энергии, рассеянные по всему спектру. Эти полоски располагаются на частотах музыкальных нот.

Красный шум

Красный шум — может быть как синонимом броуновского или розового шума, так и обозначением естественного шума, характерного для больших водоёмов — морей и океанов, поглощающих высокие частоты. Красный шум слышен с берега от отдалённых объектов, находящихся в океане.

Зелёный шум

Зелёный шум — шум естественной среды. Подобен розовому шуму с усиленной областью частот в районе 500 Гц

Чёрный шум

Термин «чёрный шум» имеет несколько определений:

  • Тишина
  • Шум со спектром 1/f β , где β > 2 (Manfred Schroeder, «Fractals, chaos, power laws»). Используется для моделирования различных природных процессов. Считается характеристикой «природных и искусственных катастроф, таких как наводнения, обвалы рынка и т. п. «
  • Ультразвуковой белый шум (с частотой более 20 кГц), аналогичный т. н. «черному свету» (с частотами слишком высокими, чтобы его можно было воспринимать, но способному воздействовать на наблюдателя или приборы).
  • Шум, спектр которого имеет преимущественно нулевую энергию за исключением нескольких пиков
Источники:
  • http://school-science.ru/5/11/35952
  • http://helpiks.org/1-71278.html
  • http://wiki.soiro.ru/%D0%98%D1%81%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%83%D1%87%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%85%D1%81%D1%8F_%D0%A8%D1%83%D0%BC_%D1%81_%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B8_%D0%B7%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F
  • http://www.sites.google.com/site/sergkraskaa/zvuk/sum