CC BY
7
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК: 591.044; 577.3
В.В. Глазкова, В.Ф. Коваленко
ВПЛИВ 1НФРАЗВУКОВИХ хвиль НА СВ1ТЛОРОЗС1ЯННЯ води
Проведено досмдження впливу iнфразвукових хвиль 40 Дб на структурах enacmueocmi води. BuMipweanucb умоет залежностг inmencuenocmi 1 розсшного ceimna в inmepeani 4° Q 1 90° з р1зним часовим впливом (10 i 30 хвилин) i дгапазоном частот акустичноХ xewii (1-10 Гц). Вим1рювання залежностей та ix анал\з дозволяе визначати ансамбль / розмгри водних KJiacmepie, ix eiduocHi концентраци. Встановлено, що вплив iнфразвукових хвиль на деяких частотах еикликас значке руйнування структури води.
Вступ. ЕЙдомо, що акустичш хвшп ¡нфранизького д1апазону частота здшснюють негативний вплив на оргашзм людини. Виявлено, що ¡нфразвуки певних частот можуть викликати у людини тривожшсть i занепокоення, головний бкпь, знижувати увагу i працездатшсть, HaeiTb порушувати функцш вестибулярного апарату i викликати кровотечу з носа i вух. Мехатзм дп залишаеться недослщженим. В зв'язку з цим нами проведено дослщження впливу ¡нфразвукових хвиль на структурж властивост1 води.
Основна частина. Вплив ¡нфразвуковими хвилями потужнютю 40 Дб на структурш властивостп води ¡з артез1анськоУ свердловини проводився за допомогою генератора Two Channels Frequency Generator.
Проведено вим1рювання залежност1 ¡нтенсивносп 1 розаяного св1тла (¡мпеданси розаяння /(0, де Q- кут розаяння) в ¡нтервал1 4° £ Q 1 90° з р1зним часовим впливом (10 i 30 хвилин) i д1апазоном частот акустично'1 хвшп (1-10 Гц), що дозволяе визначати ансамбль i розм1ри водних кластер1в, ix вщносш концентраци [1]. Методики BHMipy ¡ндикатрис розаяння i обробки даних описан! в [1].
Рис. 1. Граф1к залежност1 ¡мпеданав розаяння вщ кута розаяння на частот! 1 Гц (а)! 5 Гц (б), потужнютю 40 Дб 1 часом впливу - 30 хвилин
Залежжсть /(0 як початковоУ води, так ! жсля впливу акустичних хвиль, представляе собою спадаючу функжю з1 збшьшенням кута розаяння (рис. I), що свщчить про витягнутють по вертикал! д1аграми направленосп розаяного св1тла вперед за напрямом падаючого ¡нфразвукового випромжювання. Зпдно [2], розаюючими центрами води е кластери, - м1крокристали льоду, що присутж в р1дк!й фаз1 на всьому температурному д1апазож и ¡снування, наявжсть \ параметри (розм1ри, форма, концентращя), як1 визначають структурж властивосп води.
Наглядна форма кривих /(0 в малокутовш обласп (Q _ 10°) формуеться дифракжею падаючого свгаа на (умовно) великих кластерах з рад1усами 0,9мкм < г л 2 мкм; в ¡нтервал1 кута 10° < 30° -дифракжею на середжх за розм1рами кластерах (0,4 мкм ^ 0,9 мкм); в обласп кут1в <3>30° -
розсшванням на малих кластерах з г < 0,4 мкм частково за рахунок дифракцн, а також в результат! вщбиття, роль якого зростае з1 збшьшенням г].
Окр1м того, наявшсть перюдичних флуктуацш / в умовних ¡нтервалах 20° И (2 £ 60° та Q > 60° вказуе на участь у формуванш кривих /(0 надвеликих кластер1в з г > 2 мкм, на яких вщбуваеться ¡нтерференщя дифрагованих 1 заломлених хвиль, а гакож заломлених \ в1дбитих промешв в1дпов1дно [3].
3 аналву залежностей випливае, що вихщна вода мютила наб1р надвеликих, великих, середшх 1 малих кластер1в. Вплив акустичноУ хвшп на структурш властивост1 проявився в змш1 набору, розм1р1в ¡, головним чином, конструкцн кластер1в рЬних розм1р1в. Цей вплив тдсилювався з1 збшьшенням часу впливу 1 суттево залежав вщ частота хвшп, що видно ¡з приведеного рис. 2, ¡ндикатрис до \ теля впливу, розташуванню Ух один вщносно одного для двох р1зних частот.
Бшьш повну ¡нформащю про цей та шин аспекти впливу акустичних хвиль на структурнють води можна отримати ¡з побудови вщносноУ ¡ндикатриси розаяння Л(0) для кожного випадку впливу, представляючи собою вщношення вимфяних ¡ндикатрис розаяння одшеУ \ Т1еТ ж проби до ! теля впливу:
К .0 -
(1)
1нформатившсть ЯСС?) мютиться в наступному. Використання вщносноУ ¡ндикатриси розаяння дас можливють одночасно встановлювати за числовим значениям Я{0) напрям ! ступшь змши концентрацп 1 кластер1в р1вних розм1р1в у результат! впливу. Таким чином, величина И^) > 1 вказуе на зростання, а Л(0 < 1 - на зменшення концентрашУ кластер1в, формуючих ¡нтенсившсть розаяння у вщповщному кутовому секторк При цьому числове значения точно вщображуе дольову або процентну величину змши Ух концентрацп.
/Л,
л
1 ч к *л к 1:
С' & :>
* / V
л/',/ •■••У
я к « «: »{ г гщ-
Рис. 2. Граф1к залежное™ вщносноУ ¡ндикатриси розаяння вщ кута розаяння на частотах 5 1 10 Гц (а);
1 1 7 Гц (б)
На рис. 2 приведен! вшност ¡ндикатриси розаяння для 4 дослщжених частот 1;5;7;10 Гц. 1з рис. 16 видно, що при частот! 1 Гц (крива 1) практично вся крива Я(0, за винятком облаем <2 < 10°, мае значения /?(0 > 1, тод1 як в кутовому ¡нтервал1 () > 50° зростання до 15% концентрацп легких кластер1в ¡з збшьшенням Q. В малокутовш обласл Q < 10° вщбувалось зменшення концентрашУ великих кластер1в з г 4 1,2 мкм на - 5%.
Вплив з частотою 7 Гц (рис 26, кр. 2) е найбшьш слабким - мало мюце незначне (¿10%) зменшення концентрацп великих, середшх \ найменших (з г < 0,15 мкм) 1 також зростання концентрашУ малих кластер1в з розм1рами в ¡нтервал1 0,15 мкм < г 1 0,45 мкм [2].
Вплив хвил1 з частотою 5 Гц (рис 2а, кр. 1) зумовлювало суттеве (> 30-40%) зниження концентрашУ кластер1в практично вах розм1р1в (за винятком кластера з г ■■ 1,2 мкм, концентрашя яких збшылилась на ^ 10%, а кластер1в з г ■ 0,47 мкм - зменшилась на 5%).
Вплив хвилями з частотою 10 Гц призвт до зменшення концентрашУ великих, середшх, малих (з г > 0,32 мкм) кластера бшыие, шж на 40% (рис 2а, кр. 2). Концентрашя малих кластер1в з г < 0,19 (в умовному ¡нтервал1 Q > 50°) поступово несуттево зменшувалась з ростом ().
Висновки. Встановлено, що вплив шфразвукових хвиль на деяких частотах мае селективний характер в залежносп вщ частота. За даними такими частотами е 1;5;7;10 Гц. Цей характер е
деструктивним, тобто викликае значне руйнування структури води. Вважаеться, що цей ефект в оргажзм1 людини може викликати гяжк1 психолопчж порушення.
Л1ТЕРАТУРА:
1. Коваленко В.Ф., Левченко П.Г., Шутов C.B. Кластерная природа светорассеяния воды. -Биомедицинская радиоэлектроника, 2008, № 5. С. 36-45.
2. Коваленко В.Ф., Шутов C.B., Бордюк А.Ю. Интерференционные эффекты в светорассеянии биологических жидкостей. - Биомедицинская радиоэлектроника, 2009, № 8. - С. 71-78.
3. ВандеХюлст. Рассеяние света малыми частицами. - 1961, М.:-536 с.
КОВАЛЕНКО BiKTop Федорович - д.ф-м.н., професор кафедри ф1зичноУ та бюмедичноУ електрожки Херсонського нацюнального техжчного ужверситету.
Науков1 ¡нтереси:
- ф1зика нажвпровщниюв, оптичж властивос™ неоргажчних та оргажчних середовищ.
ГЛАЗКОВА Валерш BiKTopiBHa - acnipaHT кафедри ф1зичноУ та бюмедичноУ електрожки Херсонського нажонального техжчного ужверситету.
HayKOBi ¡нтереси:
- оптичж властивост1 неоргажчних па оргажчних середовищ, структурж властивост1 бюрщин.
