CC BY
184
26
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ - 2010
АКУСТИЧЕСКИЙ ШУМ И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА
© Иващенко О.Н.*, Алтухова А.О.
Ростовский финансово-экономический колледж (филиал)
Финансовой академии при Правительстве Российской Федерации, г. Ростов-на-Дону
В данной работе сделана попытка измерить уровень шума в различных помещениях колледжа и найти порог слышимости для разных возрастных групп студентов и преподавателей.
...А это арфы нам напели, Рояль и скрипка, и гобой!
В. Семернин
На уроках физики мы изучали звуковые явления, характеристики этих явлений и связь между ними. Эти знания - лишь упрощенное, схематичное описание многообразных звуковых явлений, окружающих человека. Наша жизнь - это крепкая цепь событий, предметов, явлений. Исключить какое - либо звено из этой цепи, (например музыку или физику) - значит нарушить гармонию мира, его целостность.
Звук - это колебательное движение в материальной среде, обладающей упругостью и инерционностью, вызванное каким-либо источником.
Распространение колебательного движения в среде называется звуковой волной.
Источниками звука являются колеблющиеся тела:
Человек способен воспринимать звуки частотой от 16 до 20000 Гц различной силы и интенсивности от еле слышимых до болевых. В ухе человека находится около 25000 клеток, которые реагируют на звук. Всего человек различает 34 тысячи звуков различной частоты. Звуки частотой
* Преподаватель.
меньше 16-20 Гц называют инфразвуковыми, а частотой более 20000 Гц -ультразвуковыми.
Звук распространяется с помощью источника звука, проходит через вещество, проводящее звук к приёмнику звука.
Шум усиливает действие профессиональных вредностей: на 10-15 % повышает общую заболеваемость работающих, снижает производительность труда, особенно сложного (умственного). Для сохранения производительности при повышении шума с 70 до 90 дБ рабочий должен затратить на 10-20 % больше физических и нервных усилий. Действие шума на организм возрастает при повышении напряженности и тяжести труда.
Характеристики звука:
- громкость, она зависит от амплитуды колебаний;
- высота - зависит от частоты колебаний;
- тембр - своеобразная «окраска» звука.
Когда звуковые волны поступают в слуховой проход, они вызывают вибрацию барабанной перепонки, среднего и внутреннего уха. Слуховой нерв передает эти импульсы в мозг, где они воспринимаются как звуки.
Акустический шум - беспорядочные звуковые колебания разной физической природы, характеризующиеся случайным изменением амплитуды, частоты.
Таблица 1
Основные источники шума в городе
Источники шума % вклада в уровень городского шума
Автомобили 72-78
Поезда 5-6
Промышленные предприятия 4-5
Трамваи 4-6
Самолеты 2-3
Другие источники 2-11
Если один источник шума создает уровень звукового давления 90 дБ, а другой - 84 дБ, то их суммарный уровень не равен 174 дБ, а всего примерно 91 дБ (добавим к уровню 90 дБ - 1 дБ). Из этого следует, что для успешного снижения шума необходимо, в первую очередь, выявить и заглушить наиболее интенсивный источник шума, так как добавка шумов меньшей интенсивности незначительны.
Звуковые волны в помещении, многократно отражаясь от стен, потолка, производственного оборудования, увеличивают общий шум на 5-15 дБ.
Уровень шума в 20-30 децибелов практически безвреден для человека - это естественный шумовой фон.
Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибелов.
28
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ - 2010
Звук в 130 децибелов уже вызывает у человека болевое ощущение, а 150 становится для него непереносимым.
а - слабый сигнал почти неразличим на фоне шумов;
б - сигнал велик по сравнению с шумами.
Рис. 1. Сигнал с наложенными на него шумами
Шум, даже когда он невелик, например, при уровне 50-60 дБ, создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью.
Среди проблем оздоровления окружающей среды борьба с шумами является одной из актуальнейших. В крупных городах шум является одним из основных физических факторов, формирующих условия среды обитания. Рост промышленного и жилищного строительства, бурное развитие различных видов транспорта, все большее применение в жилых и общественных зданиях сантехнического и инженерного оборудования, бытовой техники привели к тому, что уровни шума в городах стали сравнимы с уровнями шумов на производстве. Порог слышимости (когда мы впервые воспринимаем звук) начинается с 0 дБ. Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку.
Таблица 1
Измерения и анализ уровней шумов в колледже и вне колледжа
Источник Уровень, дБ Реакция организма на длительное воздействие
Фон в библиотеке колледжа 20 Успокаивает
Шум листвы во дворе колледжа, тиканье часов в аудитории 22
Шепот на расстоянии 1 м, перелистывание страниц учебника 33
Продолжение табл. 1
Источник Уровень, дБ Реакция организма на длительное воздействие
Разговор студентов спокойный 43 Гигиеническая норма
Средний шум в аудитории 45
Шум толпы на перемене 60
Речь преподавателя средней громкости 64 Появляется: чувство раздражения, утомляемость, головная боль
Шум во время перемены в холле 75
Шум от 3 громко разговаривающих студентов 85
Шум дороги на улице Красноармейской 92
Шум звучащего звонка 95
Концерт рок-группы 115
Согласно медицинским исследованиям, при высоких уровнях шума слуховая чувствительность падает через 1-2 года, при средних обнаруживается позже, через 5-10 лет. Нам было интересно исследовать порог слышимости людей из разных возрастных групп.
Для исследования были приглашены студенты 1 курса - 20 человек, преподаватели в возрасте 35-42 года - 10 человек, преподаватели в возрасте 45-60 лет - 15 человек. Всего обследовано 45 человек, или 90 ушей.
Для исследования остроты слуха музыкальная колонка была включена на самый тихий звук. Измерялись расстояния, на котором этот звук был различим.
Таблица 3
Человек Количество человек Норма 10-15 см 10-5 см 5-0 см Слышит одно ухо
Студенты 15-16 лет 20 все - - -
Преподаватели 35-42 года 10 2 6 - 2
Преподаватели 45-60 лет 15 1 4 7 3
Таким образом, порог слышимости с возрастом уменьшается. Воздействие шума на человека может быть двояким: вредным и полезным.
Вредное. Шум приводит к возникновению доброкачественной опухоли, истощению и перенапряжению нервных клеток, поражению слухового аппарата, болевым ощущениям и шоку, утомлению и чувству тревоги.
Благоприятное. Успокаивает и лечит: шум листвы, журчание ручья, птичьи голоса, плеск воды, шум прибоя.
