Акустические колебания

Содержание

Введение

1. Источники шума и вибрации

2. Воздействие  шума на человека

3. Способы и средства защиты от шума и вибрации

5. Акустические  колебания

6. Действие шума  на организм человека

7. Шум. Ультразвук. Инфразвук

Заключение

Список использованной литературы

Введение

С первых дней жизни  человек находится в мире звуков и других колебаний. Звук - это механические колебания воздуха, которые воспринимаются слуховым аппаратом человека. Звук, как и свет, - важнейший источник информации и общения человека с окружающим его миром. Он может быть приятным, доставлять удовольствие, а может раздражать и даже вредить человеку. Восприятие звука людьми в значительной мере субъективно и зависит от их характера, эмоционального и психологического состояния. Одному человеку какая-то музыка доставляет удовольствие, другого раздражает и вызывает негативные реакции.

Большинству людей  доставляют удовольствие звуки природного происхождения - шум моря, листвы, щебетание  птиц. Звуки же промышленные, издаваемые техническими объектами (станками, технологическим оборудованием и т.д.). транспортными средствами (автомобилями, железной дорогой, самолетами и т.д.), негативно действуют на человека - утомляют, раздражают, вызывают головную боль, снижают внимание и скорость реакции, а в ряде случаев - при длительном воздействии и при высоких уровнях вызывают различные заболевания и даже звуковые травмы.

Звук, неприятный для человека, принято считать  шумом. На первых этапах развития технической  цивилизации шумы были более или менее терпимы для человеческого уха. Но с наступлением научно-технической революции проблема шума заявила о себе в полный голос. Техническая цивилизация стремительно изменяет окружающую нас акустическую среду, и, к сожалению, не в лучшую сторону.

Механические  волны распространяются не только в  воздухе, но и в других средах, в  том числе в твердой. Их мы воспринимаем не как звуки, а как колебания  различной интенсивности - вибрацию.

Механические  колебания твердых тел называют вибрацией. Вибрация может иметь и природное происхождение, например вибрация земной поверхности при землетрясениях, камнепадах, вулканических извержениях, но чаще всего она имеет техногенное или антропогенное происхождение, т.е. вызывается работой технических объектов или деятельностью человека (движением транспорта, работой оборудования, ударами молотка, работой дрели или перфоратора и т.д.).

Звук и вибрация, явления по природе своей очень  близкие и связаны между собой. Колебания твердого тела вызывают колебания  воздуха, которые распространяются в виде звука. И наоборот, звуковые колебания воздуха могут вызвать колебания твердого тела, например вибрацию оконного стекла.

Вибрация воспринимается человеком негативно, а при длительном воздействии и высоких уровнях, которые характерны в ряде случаев для производственных условий, может привести к очень серьезным заболеваниям.

1. Источники шума и вибрации

Слуховой аппарат  человека может воспринимать лишь слышимые воздушные колебания с частотой от 16 до 20 000 Гц. Этот диапазон может  воспринимать человек только с хорошим слухом.

Основными источниками  шума в жилых и общественных помещениях являются в первую очередь жизнедеятельность  людей (разговор, крики, игра на музыкальных  инструментах, ходьба, передвижение мебели) и работа радиотелеприемников, магнитофонов, электромеханических бытовых приборов, а также эксплуатация инженерного и санитарно-технического оборудования. Приведенные данные показывают, что практически уровни звука в жилых помещениях от различных источников могут достигать значительной величины, хотя в среднем редко превышают 80 дБ.

На крупных  магистралях городов шум порой  превышает 100 дБ днем и даже ночью  не бывает ниже 70 дБ. Шум при взлете реактивного самолета - 140 дБ, ракеты - 175 дБ.

Таблица 1

Источник  шума	Уровень звука, Б	Примечание
Тихая сельская местность	20	-
Шепот	40	На расстоянии 0,3 м
Речь  средней громкости	60	На расстоянии 1 м
Металлорежущие  станки	80-90	На рабочих  местах
Ткацкие станки	90-100	На рабочих  местах
Магистральная улица	85-100	На расстоянии 7 м
Отбойный  молоток	100	На расстоянии 1 м
Выступление поп-оркестра	110	На расстоянии 1 м

Источники шума. Источники звука

Источники звука	Уровни звука, ДБ	Примечание
Радиомузыка	83	Шум. проникающий  с улицы
Радиоречь	70	Шум в жилом  помещении
Разговоры людей	66	-//-
Пылесосы	75	-//-
Стиральные  машины	68	-//-
Холодильники	42	-//-
Игра  на пианино	80	-//-
Электрополотеры	83	-//-
Электробритвы	60	-//-
Детский плач	78	-//-
Слив  воды из крана	44-50	Шум, проникающий  в комнату
Наполнение ванны	36-58	-//-
Наполнение  водой бачка в туалете	36-67	-//-
Удар  крышки клапана мусоропровода	42-58	Шум, проникающий  в квартиру
Проход  кабины лифта	34-36	В смежных квартирах
Удар  дверей лифта	44-52	-//-

2. Воздействие шума  на человека

Человек воспринимает звук посредством органа слуха, костей черепа и при особенно интенсивном  звуке - всем телом.

Поэтому очень  важно защищать органы слуха от повреждений, ибо с помощью звуков мы получаем информацию, общаемся. Звуки дают ощущение полноты и красоты жизни.

Орган слуха, т.е. наше ухо и следующие за ним  органы обработки сигнала на пути к мозгу, позволяет человеку воспринимать звук в широкой области изменения  интенсивностей и частот, а также  улавливать направление его прихода. Чувствительность человеческого органа слуха превосходит во многих отношениях технические характеристики лучших образцов современной электроакустической техники.

Долгое время  влияние шума на организм человека не было объектом специального исследования, хотя о вреде шума знали уже давно и правила ограничения шума в городах и общественной жизни существовали еще в античную эпоху. В настоящее время существует отрасль науки, изучающая влияние звука на функции организма. Учеными ведутся многочисленные научные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Установлено, что шум наносит ощутимый вред организму и здоровью человека. Его влияние еще более усиливается, если шум действует одновременно с другими неблагоприятными факторами - вибрацией, пылью.

В условиях городского шума происходит постоянное напряжение органов слуха, приводящее к их утомлению, снижению остроты слуха. Под влиянием шума нарушается состояние центральной нервной системы, снижаются внимание, работоспособность, особенно умственная.

При уровнях шума свыше 60 дБ снижаются:

- объем кратковременной  памяти;

- умственная  работоспособность;

- реакция на  различные жизненные ситуации.

Кроме того, отмечаются повышенная утомляемость и головные боли, развиваются сердечно-сосудистые заболевания.

Шум является одним из наиболее нетерпимых раздражителей в ночное время. Человек с трудом засыпает, часто просыпается, сон становится поверхностным и не дает хорошего отдыха. Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественное утомление после работы не исчезает, а постепенно переходит в хроническое переутомление, способствующее развитию заболеваний центральной нервной системы, гипертонической болезни. Постоянное действие шума может явиться причиной язвенной болезни, гастрита в результате нарушения секреторной и моторной функций желудка.

Таким образом, длительное воздействие шумов вызывает изменения функционального состояния  не только со стороны органа слуха, сердечно-сосудистой системы, но и организма  в целом, в первую очередь страдает центральная нервная система. Английские медики подсчитали: в Великобритании один из четырех мужчин и одна из трех женщин больны неврозами из-за шума.

Но и абсолютная тишина угнетает человека. В полной тишине, например в сурдокамере, сразу  начинают беспокоить звуки, в обычных условиях остающиеся незамеченными, - удары сердца, дыхание и даже шорох ресниц. Эти обычно неслышимые звуки в условиях абсолютной тишины воспринимаются человеком так, что могут стать причиной серьезных психических расстройств.

Шумы природного происхождения - шум морского прибоя, листвы, дождя, журчание ручья и другие естественные шумы - благотворно влияют на человеческий организм, они успокаивают, усыпляют.

Итак, воздействие  шума на человека двоякое. Поэтому, говоря о борьбе с шумом, нужно помнить, что речь идет не о всех звуках вообще, а лишь о нежелательных, раздражающих, вредно влияющих на организм. Однако здесь важна и субъективная реакция на шум. Установлено, например, что люди умственного труда, люди с развитой чувствительностью (ученые, представители творческих профессий) ощущают воздействие шума острее, чем представители других форм занятости. Поэтому с субъективной точки зрения шум можно определить как всякий нежелательный, мешающий, вредный звук.

К шуму человек  постепенно привыкает, наступает некоторая слуховая адаптация, однако она не может защитить его от патологического процесса, а лишь временно отодвигает сроки его наступления. Шум, обладая кумулятивными свойствами, как яд или радиация, накапливается в организме.

Уровень шума в  20-30 дБ практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без которого невозможна человеческая жизнь. Звук в 130 дБ уже вызывает у человека болевое ощущение, а в 150 - становится для него непереносимым, может произойти разрыв барабанной перепонки.

3. Способы и средства защиты от шума и вибрации

Борьба с  шумом сводится в основном к законодательным, научно-техническим и профилактическим мерам. Шум - признак не прогресса  техники, а ее несовершенства. Проектирование и создание бесшумных или малошумных машин, станков, автоматов, другого промышленного оборудования, транспортных средств - наиболее важный этап борьбы с шумом. На последующих этапах - применение специальных звукопоглощающих материалов, замена шумных процессов менее шумными: ковка и штамповка, например, прессованием, рихтовка листов - вальцовкой, клепка - сваркой.

Если невозможно добиться нужных результатов в борьбе с шумом конструктивными или  технологическими мерами, необходимо использовать методы звукопоглощения  или звукоизоляции.  &