Во многих проблемах шума звук, распространяющийся в твердых телах, играет ничуть не меньшую роль, чем звук, бегущий в воздухе; в частности, внутри зданий заметная доля шума часть своего пути проходит в твердом теле. Частота одного и того же звука в твердом теле и воздухе всегда одинакова, но вследствие большей скорости звука в твердых телах длина звуковой волны в них гораздо больше, чем в воздухе.
Ухо человека – это совершенный прибор, способный реагировать на звуки, различающиеся по интенсивности в 10 раз.
Чувствительность уха пропорциональна логарифму интенсивности звука. По этой причине интенсивность звука удобно характеризовать безразмерной величиной, называющейся уровнем громкости и равной десятичному логарифму отношения интенсивности звука I к минимальному значению интенсивности I = 10 Вт/м², соответствующему порогу слышимости:
В наше время все уже что-то слышали о «децибелах», но почти никто не знает, что это такое. Свое название децибел получил в честь АлександераГрейама Белла (1847 – 1922) — изобретателя телефона.
Децибел – это десятаядоля единицы уровня громкости – бел (Б).
Человек на слух может обнаружить разницу в уровне громкости приблизительно в 1 дБ = 0,1 Б, что соответствует изменению интенсивности в 1,26 раза.
Обратим внимание, что удвоение интенсивности звука ухо воспринимает как увеличение громкости на 3 дБ . Например, общий уровень интенсивности двух одинаковых источников по 100 дБ создает шум с уровнем громкости в 103 дБ, а не 200 дБ, как на первый взгляд может показаться. Звук работающего отбойного молотка примерно на 20 дБ громче шума автомобильного двигателя, это значит, что интенсивность испускаемой им звуковой волны в 100 раз больше. Звуки интенсивностью свыше 120 дБ вызывают ощущение боли.
Одна из измеримых характеристик звука — это количество заключенной в нем энергии; интенсивность звука в любой точке можно измерить как поток энергии, приходящейся на единичную площадку, и выразить, например, в ваттах на квадратный метр (Вт/м2).
Теперь, разрешив тайну децибела, приведем несколько примеров. В табл. 1 (Приложение 1) дан перечень типичных шумов и уровни их интенсивности в децибелах.
Нетрудно увидеть или почувствовать на ощупь колебание легких предметов, оказавшихся на пути звуковой волны. На этом явлении основан принцип действия осциллографа — самого старого вида шумомера. Осциллограф состоит из диафрагмы, к центру которой прикреплена тонкая нить, механической системы для усиления колебаний, и пера, записывающего на бумажной ленте смещения диафрагмы. Такие записи напоминают «волнистые линии».
По существу, современный шумомер — это электронный аналог старого механического устройства. Первым шагом в процессе измерения служит преобразование звукового давления в изменения электрического напряжения; это преобразование производит микрофон. В настоящее время в таких приборах применяют микрофоны самых различных типов: конденсаторные, с движущейся катушкой, кристаллические, ленточные, с нагретой проволокой, с сегнетовой солью — это лишь малая часть всех типов микрофонов.
В настоящее время почти повсеместно уровень шума принимают равным уровню, измеренному в дБ при помощи шумомера с коррекцией А, и выражают его в единицах дБА. Хотя человеческое ухо воспринимает звук несравненно более утонченно, чем шумомер, и поэтому звуковые уровни, выраженные в дБА, ни в коей мере не соответствуют точно физиологической реакции, но простота этой единицы делает ее чрезвычайно удобной для практического применения.
Влияние шума на организм человека
Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека. Он может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха.Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000 - 5000 Гц.
Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потере слуха.
При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому.
При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.
Женщины менее устойчивы к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т. д.
Дискомфорт вызывает не только шумовое загрязнение, но и полное отсутствие шума. Более того, звуки определённой силы повышают работоспособность и стимулируют процесс мышления (в особенности процесс счёта) и, наоборот, при полном отсутствии шумов человек теряет работоспособность и испытывает стресс. Наиболее оптимальными для человеческого уха являются естественные шумы: шелест листьев, журчание воды, пение птиц. Индустриальные шумы любой мощности не способствуют улучшению самочувствия.
Ученые различают следующие градации действия шума: 1. Мешающее действие. Оно растет с увеличением громкости, но зависит от индивидуального восприятия и от конкретной ситуации. Помехой может стать даже едва слышимый звук, например, тикание часов, жужжание мухи, капание воды из крана. Чем сильнее громкость внезапно появившейся шумовой помехи отличается от уровня общего шумового фона, тем неприятнее она для уха. Вот как говорит о воздействии шума на организм человека директор Института гигиены и медицины труда при клинике в Эссене профессор Вернер Клостеркеттер:“Чувства, испытываемые человеком, когда его уединение, тишина его жилья, мысли или эмоции постоянно нарушаются неприятным шумом, можно описать как досаду, раздражение, негодование. Это означает, что нарушается психологическое и социальное благополучие человека. В зависимости от силы вызванных шумом неприятных эмоций на шум более или менее реагирует и вегетативная нервная система. Благодаря привыканию неприятное психологическое воздействие шума может ослабиться или совершенно исчезнуть. Этот факт надо учитывать при планировании районов города. Находясь на улице или на рабочем месте, благодаря привычке готовы терпеть шумы более громкие, чем дома, где, согласно многим исследованиям, верхний предел привыкания составляет днем около 40 дБ(А), во всяком случае не более 45 дБ(А), а ночью - 35 дБ(А)”. 2. Активация, то есть возбуждение центральной и вегетативной нервной системы, нарушение сна, нарушение умения расслабляться, заметное усиление реакций, связанных с испугом. Этот тип воздействия шума характеризуется небольшим повышением давления крови, расширением зрачков, уменьшением подвижности желудка, выделения желудочного сока и слюны, повышением частоты дыхания и пульса, усилением мышечной активности и электрического сопротивления кожи, а также усиленным выделением гормонов, играющих роль в функционировании вегетативной нервной системы. Порог некоторых из этих реакций лежит довольно высоко (так, кровоток кожи изменяется начиная с 70-75 дБ(А)); у других реакций он очень невысок (для электрического сопротивления кожи - начиная с 3-6 дБ(А) над фоновым уровнем шума). Насколько известно, у спящего человека порог слухового восприятия на 10-14 дБ ниже, чем в состоянии бодрствования.При отдыхе нервная система находится на среднем уровне активации. Звуковые раздражители могут резко поднять этот уровень, помешать снятию напряжения. Шум особенно мешает в период отдыха, прежде всего во время сна. Сейчас многие жалуются на нарушение сна, и все больше случаев бессонницы, вызванных шумом. Шум затрудняет и замедляет засыпание, может пробуждать человека ночью, и, даже если дело до этого не доходит, все равно ночной шум плохо действует на сон. Так как происходит активизирующее воздействие шума. Особенно мешает немонотонный шум с большими скачками громкости, например от самолетов, проезжающих машин, а также шумы, несущие информацию (разговоры, радио, телевизор). К особо мешающим следует отнести и внезапные кратковременные шумы, например, хлопанье двери, выстрелы, лай собак и так далее, уровень которых превышает шумовой фон более чем на 10-15 дБ(А). Но и беспрерывный шум, не дающий пауз для отдыха, также очень неприятен.Вероятность пробуждения от шума зависит от фазы сна. 3. Влияние на работоспособность. Проведено много научных исследований влияния шума на работоспособность. Почти все они показали, что привычные и ожидаемые шумы не ухудшают, а иногда даже улучшают их выполнение благодаря реакции активизации, но шум, особенно неожиданный, непривычный и нежелательный, может снижать результативность выполнения заданий, требующих большой концентрации внимания. Проще говоря, если музыка небольшой и средней громкости может действовать на нас за работой положительно, то нежелательные шумы могут снижать или ослаблять производительность труда и способность к концентрации внимания.
Скачать реферат