Файл: кубанский государственный университет (фгбоу во КубГУ) Факультет физикотехнический Кафедра физики и информационных систем.docx

К физическим характеристикам звука относятся: уровень звукового давления, звуковое давление, частота.



Рисунок 3 – Регистрация звука как непрерывного (аналогово) сигнала
По частотному диапазону звуки подразделяются (рисунок 3):

• 
  низкочастотные – до 350 Гц;
  
• 
  среднечастотные – 350-800 Гц;
  
• 
  высокочастотные – выше 800 Гц.
  

По характеру спектра звуки бывают:

• 
  широкополосные;
  
• 
  с непрерывным спектром;
  
• 
  тональные (в спектре которых имеются слышимые тона).
  

По временным характеристикам звуки бывают:

• 
  постоянные;
  
• 
  прерывистые;
  
• 
  импульсивные;
  
• 
  колеблющиеся во времени.
  

Главную роль в возникновении дискомфорта или комфорта играет у человека его отношение к источнику звука.

Например, тиканье будильника или звук капель, падающих из крана, может спровоцировать раздраженность и, наоборот, громкая музыка (90 дБ) в состоянии оказать на одного человека положительное воздействие (радость, расслабление), на другого – отрицательное.

Тем не менее, в случае не улавливаемых непосредственно ухом человека звука, может появляться чувство дискомфорта, на первый взгляд, не связанные с наличием звукового раздражителя. Это связано с особенностями строения уха человека.

Проводятся систематические исследования воздействия тех или иных звуков на человека и его организм. Результаты собираются и систематизируются, в настоящее время их достаточно для того, чтобы звукотерапия стала считаться отдельным направлением в медицине, хотя еще и малоисследованным [11].

2 Влияние современной звуковой среды на организм
Шум – это хаотичные колебания разной физической природы, отличающиеся сложностью спектральной и временной структуры. В быту под шумом понимают различного рода ненужные акустические помехи при восприятии или прослушивании музыки, речи, а также всевозможные звуки, отвлекающие от работы и отдыха. Шум играет огромную роль как в науке, так и во многих областях техники. К ним можно отнести такие области как: радиолокации, акустика, радиоастрономия, радиотехника, теории информации, вычислительная техника, медицина, оптика и др. Отличия между периодическими колебаниями и шумом значительные. Они не зависят от физической природы, но отличаются случайным изменением мгновенных значений величин, которые описывают такие процессы. Именно шум чаще всего можно представить в виде смеси и случайных, и периодических колебаний. Чтобы описать шум, хоть на первый взгляд это кажется сложным процессом, можно использовать различные модели, которые соответствовали бы их спектральной, временной и пространственной структурам. А для того, чтобы дать шуму какую-либо количественную оценку, обычно используют усредненный параметр. Его

---

можно определить, опираясь на статистические законы, благодаря которым можно учесть структура исследуемого шума и свойства окружающей среды, в которой этот шум распространяется.

Как правило, шум может быть акустически слышимым и неслышимым. Источником шума будут являться различные колебания в любой из трех сред: Твердой, жидкой и газообразной. Если рассматривать источники шумов в технике, то чаще всего ими служат различные механизмы и двигатели. На заводах или складах повышенная шумность техники говорит о наличие каких-либо неполадок в механизме или нерациональной конструкции самой техники.

«Качественные особенности ощущения при восприятии акустического шума органами слуха и организма в целом, зависят от его интенсивности (громкости звука) и спектрального состава», – говорят медики. Различными исследователями и ученными доказано, что длительное воздействие шума может привести к негативным последствиям, а именно: к ухудшению эффективности работы, к появлению отрицательных эмоций, к проблемам с координацией. Существует такой термин, как «шумовая болезнь». Он появился в медицинской литературе после многократных клинических нарушений, связанных с воздействием шума. Такие факты дают четкое понимание о том, что проблему шумового загрязнение человечество вынужденно поставить на первый план [12].

Если представлять звук как физическое явление, то с уверенностью можно утверждать, что он, в упругой среде, представляет собой волнообразное движение. Они воспринимаются органами слуха человека и животных и вызывается за счет колебательных движений звучащего тела. Звук характеризуется уровнем звукового давления (интенсивностью), измеряемым в дБ, и частотой колебаний, выраженной в Гц. Шумомер – специальный прибор, благодаря которому человек способен определить уровень звукового давления.

Человеческое ухо способно воспринимать абсолютно различные звуки. Они же, в свою очередь, разделены на две группы: шумы и музыкальные. Строгой грани между данными группами нет. Ведь шумы иногда содержат в себе ночки музыкальных звуков, а все музыкальные звуки, в той или иной степени, содержат шумы. Человеческая речь, как правило, содержит звуки обеих групп.

Слуховые ощущения имеют следующие три стороны: тембр («окраска»), громкость (измеряется в дБ), высоту (измеряется в Гц), звука. Данные положения появились из-за того, что в звуковых волнах можно различить форму колебаний, их частоту и амплитуду.

---

Хороший слух позволяет человеку воспринимать звуковые колебания частотой от 16 до 20 000 Гц и интенсивностью до 12-130 дБ.

Из-за сильного давления на барабанные перепонки, при воздействии шума (звука) большой интенсивности, у человека возникают болевые ощущения. Непереносимым считается звук, которого составляет 150 дБ.

Негативное воздействие на состояние здоровья любого человека влияет длительное по времени и чрезмерное по интенсивности воздействие шума.

К примеру, шумовое загрязнение 35 дБ и выше отрицательно влияет на цикл сна. При 55 дБ замечается значительное снижение физической и интеллектуальной деятельности. При 70 дБ ухудшается слух. Доктора так же утверждают: «Громкие звуки вызывают повышенное выделение адреналина (гормона нападения и бегства)».

В настоящее время в окружающем нас мире, вследствие научно-технического прогресса, шумовое загрязнение является серьезнейшей проблемой для человечества. Люди столкнулись с ней из-за развития и роста населенных пунктов и новых городов, появления новой индустрии и распространение автотранспорта. А так же внедрения в быт большого разнообразия техники, которая сопутствуется повышением источников шумового загрязнения. Одним из самых мощных шумовых источников можно считать городской транспорт: рельсовый, автомобильный, воздушный. Но если к шумовому воздействию добавить влияние таких факторов как пыль, загазованность и вибрация, то вредоносное воздействие усилиться в несколько раз.

Ученые утверждают, что воздействие шума провоцирует рост сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний, связанных с психикой и даже язвенные болезни. Развивается тугоухость у городского населения и рабочих, чьи профессии связанны с большой шумовой интенсивностью.

В первую очередь, из-за шума травмируется орган слуха. Природой не предусмотрено никакой естественной защиты для человеческого уха. Поэтому интенсивный шум легко может воздействовать на нервы и клетки слухового аппарата. Из-за такого шума, особенно в плохих условиях (имеется ввиду звукоизоляция) ухудшается работоспособность (умственная и физическая) человека. На центральную нервную систему так же оказывается большое влияние. Что может привести к истощению клеток коры головного мозга. Из-за воздействия шума возникает быстрое переутомление организма, нарушается сон, работоспособность ухудшается, производительность труда падает, внимание и координация движений нарушается, равновесие тела сложно управляемым.

---

Если рассматривать центральную нервную системы, то длительное шумовое воздействие на организм человека и всевозможные нарушения в работе внутренних органов, может привести к появлению гипертонической болезни. Если изо дня в день подвергаться воздействию различных шумов, люди могут переступить грань и приобрести нервное расстройство. Но самое страшное, что максимально негативное воздействие, шум оказывает именно в период сна, когда у человека отключен ряд жизненно важных процессов [13].
2.1 Шум и его влияние на здоровье человека
В числе самых распространенных физических факторов окружающей среды является шум. Шум, в зависимости от уровня, характера и продолжительности, оказывает разное действие на организм человека. Обычно, все эффекты от воздействия шума делят на несколько различных групп. К первой группе относят – неспецифические, которые в итоге могут перерасти в устойчивые функциональные сдвиги и в заболевание, так как идет функциональный сдвиг в работе висцеральный систем, центральной нервной системы, соответственно это все сопровождается нарушениями в функционировании организма. Ко второй группе относят – специфические, они характеризуются в редких случаях полной, а иногда частичной потерей слуха.

Данное (специфическое) действие шума крайне сильно влияет на слуховой анализатор, Он является отличной звуковоспринимающей частью, которая начинается с волосковых клеток органа Котри и заканчивается нейронами коры височной доли. Если говорить подробнее, то стоит процитировать один из учебников биологии: «Волосковые клетки органа Корти являются рецепторами для нейронов спирального ганглия, а в самой коре височной доли расположен слуховой центр».

Экстраауральные функциональные нарушения и другие заболевания слуховой системы – это крайне важные направления исследования эффектов от шумового воздействия, в современном мире. На протяжении долгих лет ученые разных стран исследовали данную область. Так, на сегодняшний день, человечество накопило ценные данные о воздействии шума на организм человека, а именно: на эндокринную, иммунную, нервную системы, на метаболическую активность и, конечно же, на сердечно-сосудистую систему. Работы, которые так или иначе связанны с влиянием шума на вегетативную регуляцию сердечно-сосудистой системы и вагосимпатический баланс, вызывают у исследователей огромный интерес.

---

Установлено, что при действии подобных эффектов, существенно повышается частота сердечных сокращений (ЧСС), значительно понижается вариабельность сердечного ритма, а также, при воздействии шумового эффекта, понижается уровень артериального давления [14].

Чаще всего, в современном мире источником шума является транспорт и какие-либо производственные процессы, поэтому они стали считать традиционными источниками шумового загрязнения. Таким воздействиям свойственна достаточно высокая интенсивность (100 – 150 дБ). В связи с этим, все исследования как в нашей стране, так и за границей, на протяжении долгих лет, были направлены на изучение воздействий, которые появлялись после воздействий разной степени звуков, давление которых явно превышает какие-либо гигиенические нормы. Но что интересно, на сегодняшний день, исследований, которые направлены на воздействие малого по интенсивности шума и которые соответствуют всем нормам, практически не существует [15].

С каждым годом, в современном мире все чаще появляются новые звуковые феномены. Они связаны с широким использованием фоновой музыки на улице и в общественных зданиях (аэропорты, супермаркеты, вокзала и т.д.) и с распространением портативных проигрывателей. Конечно, даже такие звуки вполне могут негативно влиять на изменения здоровья, хоть такой шум и не воспринимается, как шум. На все эти звуковые воздействия организм реагирует достаточно сложно и отрицательно. Данные эффекты описываются нейрокогнитивной моделью восприятия музыки. Говоря о данной модели, можно заметить, что, как и функциональная, так и эмоциональная реакции организма на шумовое воздействие, определяется интенсивностью воздействия и рядом нехарактерных параметров, таких как: высота звука, гармония, тембр, размер, присутствие в звуковом стимуле мелодий и аккордов. Существует так же ряд физиологических исследования, которые сопровождаются с применение методой нейровизуализации (ядерная магнитно-резонансная томография, позитронно-эмиссионная томография) и электроэнцефалографии. Они показали, что эмоции, которые появляются после или при прослушивании различных звуковых стимулов, сопровождаются большой активностью структур мозга, которые относятся к лимбической системе. Интересный факт – если человек слушает на небольшой громкости музыкальные произведения, значимые для него, то и в этом случае происходит сдвиг в функционировании сердечно-сосудистой, вегетативной нервной системы и эндокринной систем. Подобная реакция совсем не редкость, ведь организм человека – это единая система. А для единой системы характерно выраженное взаимодействие между отдельными структурами и органами.

---