Мы находимся в окружении различных звуков и шумов

Что такое звук? На этот вопрос можно дать разные ответы. Физик скажет, что это волна, которая возникает в воздухе в результате колебания, и даст нам физические параметры звука: период колебания, длина звуковой волны, амплитуда и частота колебания.

Известные ученые Александр Грейам Белл и Генрих Рудольф Герц внесли свой вклад в разработку методов измерения звука. Относительная интенсивность звука измеряется в белах или преимущественно в децибелах (децибел - это одна десятая бела), а частота звука - в герцах (Гц). Когда измеряют (прибором) интенсивность шума, то часто понимают уровень звука (в децибелах).

Стимулы, которые вызывают слуховые ощущения, являются волнами, образующиеся в результате колебания частиц воздуха и распространяются со скоростью около 330 м / с.

Функция уха заключается в преобразовании этих колебаний в нервные импульсы. Ухо (рис. 1) может воспринимать звук, интенсивность которого

Рис. 1. Строение уха человека

колеблется (в логарифмическом масштабе) на 12 бел или 120 децибел, а это значит, что звук интенсивностью 100 децибел в 10 раз сильнее, чем интенсивностью 90 децибел, и в 1000 раз сильнее звука в 70 децибел.

Ухо человека может принимать частотные колебания в диапазоне от 20 (20 Гц) до 20 000 колебаний в секунду (20 000 Гц).

Большой вклад в учение о звуке сделал один из выдающихся акустиков немецкий физик Герман фон Гельмгольц (1821-1894). Он установил, что качество звука, тембр, зависит от количества синусоидальных компонентов его состава. Поэтому та же нота звучит по-разному, если ее сыграть на трубе, флейте или скрипке. Каждая нота содержит основную частоту и определенное количество гармоник. Частота гармоник значительно больше основную частоту. Различное соотношение гармоник, которые содержатся в определенной ноте, приводит особенность звучания музыкального инструмента. В результате явления резонанса при звучании различных инструментов выделяются различные гармоники. Резонанс может возникнуть на высших гармониках, частота которых в целое число раз больше собственной частоты структуры ноты.

Итак, резонанс является результатом волновой природы звука и приводит разнообразие звуков в природе. В результате резонансных явлений простые гармонические колебания превращаются в самые разнообразные звуки: прекрасные мелодии, исполненные на скрипке Стра-Дивари, звуки речи и, наконец, шумы заводских машин [Г. Чедди, 1975].

Мелодия - это благозвучно заключена последовательность отдельных звуков. Само слово происходит от греческого "мелос", что означает "песня". Мелодией называют волшебную музыку, любой приятный звук.

По характеру колебательных движений звуки можно разделить на чистые тона, сложные тона и шумы. Чистые тона можно воспроизвести только с помощью камертона. Кроме основных тонов, есть дополнительные - обертоны. Звуки, состоящие из смеси тонов разных частот, в которых невозможно выделить основной тон, называются шумами.

Мы живем в мире шумов. Шумы и шорохи преобладают в звуковом фоне. В лесу - это шелест листьев, в поле - шум ветра, на берегу моря - плеск волн (табл. 1). В природе абсолютной тишины не бывает. Человек с детских лет должна тренироваться, чтобы слышать определенные звуки, несмотря на шумы.

Большие акустические свойства, скажем, церквей обусловлены тем, что в основе купола и в стенах имеются отверстия - голосники. Голосники - это горловины глиняных горшков, вмонтированных определенным образом и в определенном порядке мастерами в толщу каменного купола и стен при строительстве. Они усиливают эффект ревербации (многократное отражение звука в закрытых помещениях).

Диапазон восприятия человеческим ухом частот - в пределах от 15-16 до 20 000-22 000 Гц. Звуки с частотой выше 20 000- 22 000 Гц относятся к ультразвуков. Эти частоты также влияют на организм, хотя и не воспринимаются акустическими анализаторами на сознательном уровне.

Различные частоты диапазона воспринимаются ухом неравномерно. Лучше слышать тона средних частот, особенно в диапазоне 800-2000 Гц, хуже - крайние частоты диапазона ниже 50 и выше 10 000 Гц.

Таблица 1

Уровень интенсивности звуковой активности

(выраженный в децибелах: число колебаний в секунду)

Собственная частота колебания барабанной перепонки равна приблизительно 1000 Гц, и, воздействуя на нее звуковыми колебаниями этой частоты, имеем лучший резонанс.

Ученые Московского университета доказали, что у большинства "приятных" звуков (шум леса, дождя, моря) основной является ^ частота 1000 Гц.

Между прочим, еще в древности знали о лечебных свойствах звуков. До наших дней дошли монотонные тихие напевы колыбельных песен. Историки сообщают, что когда нервные заболевания лечили журчание ручья.

В Средние века высоту звука обозначали НЕ частотной характеристикой, а октавой. Октава, как известно, состоит из семи нот: до, ре, ми, фа, соль, ля, си. Самый низкий звук нашего диапазона равен 16 Гц - "до" субоктавы, самый высокий - "ре" - "мы ^м седьмой октавы. Диапазон нашего слуха охватывает около 16 октав.

Основными частотами, с помощью которых люди общаются между собой, есть 500-4000 Гц. Диапазон звуков, которые воспринимают животные, значительно шире человеческого. Например, кошки воспринимают звуки в 40000 Гц, собаки - еще выше, а летучие мыши используют звуковые радары с частотой 50 000-90 000 Гц. Подобные радары имеют дельфины.

По модуляцией голоса можно судить о психическом состоянии человека, его поведение в различных ситуациях. Ведь голос бывает теплый и мягкий, грубый и мрачный, испуганный и робкий, торжественный и уверен, ехидный и вкрадчивый, твердый, живой и еще с тысячей оттенков, которые выражают разные ощущения, настроение человека и даже его мысли.

Основными свойствами голоса являются: тоновый диапазон, сила, эмоциональная окраска и тембр. В частности, сила голоса имеет большое практическое значение для общения на расстоянии, а певучий голос используется для выполнения произведений искусства на театральной сцене или эстраде. Во время интимной беседы сила голоса составляет около ЗО децибел, в гневе - 60. В помещении голос оратора должен иметь силу 55, а на открытом воздухе - 80 децибел. В певцов сила голоса возрастает от С до 110 и даже 130 децибел на расстоянии 1 метра от певца. В нараспев сильно выражены высокие обертоны с частотой 2500-3000 Гц, которые придают голосу звонкого оттенка.

О неприятном влияние шума на живые организмы было известно задолго до возникновения таких наук, как акустика и аудиология.

Максимальным порогом силы звука для человека является интенсивность 120-130 децибел, звук такой силы вызывает боль в ушах. Так, экспериментами установлено, что когда удары барабана вроде "там таму" превышают 100 децибел, то слушатели впадают в удивительный состояние.

Шоковые свойства звуков (различают по частоте и мощности) применяют в определенных типах вооружений разных стран мира.

Интересный случай описан в знаменитой "Книге рекордов Гиннеса". 126 децибел - такую силу голоса продемонстрировала на соревнованиях 14-летняя шотландская ученица, которая перекричала взлетающий самолет "Боинг".

Шум - беда современности. Спасения нет даже в собственной квартире: если не у вас, то у соседей все время что-то и выдает постоянные шумовые звуки, прорывается к вашим барабанных перепонок, а через них к сердцу, мозгу, сосудов, нервов, влияя на них.

По данным ученых, у 70% неврозов виновником является шум, громкие звуки, которые разрушают своими децибелами нормальную работу организма. Шумовой террор приводит к нарушениям логики мышления, душевной неуравновешенности, раздражительности. Не менее пагубной является невыносимая какофония и для желудочно-кишечного тракта, органов дыхания, со временем может вызвать такие заболевания как гирпотания, астма, язва желудка и даже различные аллергии.

Добавьте отрицательный экологическое состояние, вечный цейтнот, злоупотребление кофе и никотином, алкогольными напитками, сильнодействующими лекарствами (как только что - таблетка начеку!), Добавьте еще по своему усмотрению и другие негативные реалии нашей жизни - и перед вами предстанет портрет нашего современника, не очень здорового человека.

Шум является крупнейшим загрязнителем в наше время. Его не увидишь, не ощутишь на вкус, он без запаха, и к нему невозможно прикоснуться ... Например, в общенациональном отчете Японии за 1991 отмечалось, что шумовое загрязнение вызвало больше жалоб, чем любая другая форма загрязнения окружающей среды.

С тех пор наше общество стало моторизованным, шумовое загрязнение возросло в тысячу раз. Главным источником шума в городах являются двигатели автомашин, движущихся на малой скорости.

Шумовое загрязнение действительно проблемой, растет все больше, поэтому нужно создать законы, которые бы его ограничивали. В Англии такой закон направлен против шумных соседей (с 23 до 7 часов.) И позволяет местным властям их штрафовать или даже конфисковывать аудиоаппаратуру.

Больше всего от шума страдает наше ухо. Повреждение чувствительных нервных клеток внутреннего уха может вызвать полную потерю слуха. В частности, многократный влияние звуков интенсивностью от 80 до 90 децибел может привести к постепенной потере слуха. Очень опасный шум царит на рок-концертах. Там можно увидеть людей, которые скопились у громкоговорителей в состоянии оцепенения. "У меня омрачилось в глазах, все тело резонировало с ритмом басов, - рассказывает один из слушателей, - а от шума начали болеть уши".

Постоянные шумы от умеренного до высокого уровня вызывают стресс, усталость и раздражительность. "Стремительный влияние шума не только забирает радость жизни, но и может полностью истощить человека как физически, так и психически", - говорит Геральд Флайшер, профессор Гессенского университета в Германии. Когда шум влияет на человека в стрессовой ситуации, то, по словам профессора Макиси Теапогаса, он может вызвать депрессию, а также физические болезни. "Шум притупляет у человека альтруизм и вызывает агрессивность и враждебность", - говорил один из участников кампании против шума (Великобритания). Некоторые исследования проблем здоровья на производстве (Великобритания) показали, что шум свыше 86 децибел может нанести вред утробном плодовые. В будущего ребенка может быть поврежден слух, также возможны гормональные нарушения и врожденные пороки.

Под действием сильного шума у человека сужаются кровеносные сосуды, и поэтому уменьшается приток крови к органам. Организм реагирует на шум, выделяя гормоны, которые вызывают повышение кровяного давления и сердцебиение, что иногда приводит к очень сильной пульсации и даже стенокардии. На работе шум не изменит постоянного ритма, в котором вы работаете, но он может повлиять на количество допущенных ошибок.

Доказано, что длительный шум вызывает устойчивый негативное влияние на успеваемость детей. В связи с этим S. Cohen, D. Glass, J. Singer [1973] измерили уровень шума на разных этажах здания и обнаружили, что на 8-м этаже он был в 10 раз больше, чем на 32-м. У детей были определены слуховую дискриминацию (неспособность различать сходные по звучанию слова: пар, бар, ложка, лодка ...). Чем ниже жили дети, тем хуже оказались их результаты в тесте.

Миллионы людей Украины ежедневно страдают от громкого шума как уличного, так и бытового. В частности, с 1 500 опрошенных киевлян, которые живут на центральных улицах, 76% жалуются на транспортные шумы, еще 21% - на бытовые целом. С-40% населения Украины живет в условиях акустического дискомфорта. Везде нарушаются общепринятые санитарные нормы допустимого шума. Например, уровень шума в квартирах от 7 до 23 ч. не должен превышать 55 децибел, а от 23 до 7 часов. - 45 децибел. На территориях, прилегающих к домам, предельно допустимый уровень составляет соответственно 70 и 60 децибел.

Увеличение уровня бытовых шумов лишь на 20 децибел вызывает у человека головную боль, бессонница, нервное возбуждение. Постоянное пребывание в зоне акустического риска приводит к возникновению гастрита, язвенной болезни из-за нарушения секреторной и моторной функций, хронического тонзиллита. Выдающийся психиатр Бехтерев писал, что беспрерывный влияние сверхнормативного шума может вызвать приступы эпилепсии, а также нарушения речи.

Решить шумовую проблему на государственном уровне сегодня невозможно. Однако бороться с шумом необходимо и для этого нужно знать нормативы.

В частности, на открытых площадках во время выступления музыкальных ансамблей допустимый уровень шума не должен превышать 80-86 децибел, в специально оборудованных концертных залах - 85-90 децибел в радиусе двух метров от источника звука.

Однако этого не знают те, кто устраивают многотысячные концерты в Киеве или других городах.

Одним словом, акустическая нашествие продолжается [А. Коцький-Бобьяк, 1999]. И если ее не уменьшить, то вскоре все мы будем искать тишины, как глоточка родниковой воды в пустыне.

Существуют различные методы защиты от шума. В служебных помещениях или дома полезно применять метод маскировки неприятного шума так называемым белым шумом. Например, создание постоянного звукового фона (классическая музыка). С этой целью ученые рекомендуют пользоваться антишумовые - это использование другого звукового источника, производит колебания, нейтрализуют действие шума. Можно на работе использовать противошумные шлемы, подобные наушников, они обычно очень эффективны, их преимущество в том, что вы и дальше будете слышать словесные сообщения и предупредительные сигналы машин, но с ними трудно определить, откуда происходит звук. Заглушки для ушей должны быть правильного размера, но их нельзя использовать, если у вас есть какая-то ушная болезнь.