Теоретичний матеріал з теми: «Звукові хвилі»



Дата12.07.2016
өлшемі125.5 Kb.



Теоретичний матеріал з теми:

«Звукові хвилі»



Пояснення нового матеріалу

Ми живемо у світі звуків. Звуки - це те, що чує вухо. Навколо можна чути голоси людей, спів птахів, звуки музичних інструментів, шум лісу, грім під час грози. Гуркочуть машини, механізми, транспорт тощо.



Розділ фізики, в якому вивчаються звукові явища, називають акустикою.

Джерелом звуку є тіло, що коливається. Це підтверджено експериментально. Якщо, наприклад, завдати удару по камертону і піднести до нього малу кульку (рис. 5.1.11), то звук можна буде чути доти, доки кулька буде відскакувати від камертона, що свідчить про його коливання.

Тіло, що коливається, в навколишньому середовищі створює механічні хвилі, які можуть поширюватися тільки завдяки пружним властивостям середовища, тобто є пружними.

Коли такі хвилі досягають вуха людини, вони спричиняють виникнення вимушених коливань барабанної перетинки і людина чує звук. Отже, механічні хвилі, що викликають у людини відчуття звуку, називаються звуковими. Оскільки при цьому звукові хвилі поширюються в повітрі, то ці хвилі поздовжні.

У поздовжніх хвилях коливання частинок приводять до того, що в газі виникають ділянки згущень і розріджень, які змінюють одна одну (рис.5.1.12). Відстань між двома послідовними згущеннями або розрідженнями - це довжина хвилі l. Отже, повітря - провідник звуку. Це довів 1660 року Р. Бойль на досліді. Відкачавши повітря з-під ковпака демонстраційного повітряного насоса, ми не почуємо звучання електричного дзвінка, розміщеного під ним (рис.5.1.13)

 У твердих тілах звук поширюється у вигляді поздовжніх і поперечних хвиль. У рідинах і газах, оскільки в них деформація зсуву неможлива, звукові хвилі поширюються тільки у вигляді поздовжніх хвиль.

Відчуття звуку виникає тільки за певних частот коливань у хвилі. Для того, щоб людина чула звук, потрібне джерело звуку. Джерелами звукуце тіло. що коливаються з частотою, яка потрапляє у чутний діапазон. У більшості випадків - це тверді тіла (струни, мембрани, деки, дифузори, п'єзопластинки тощо). Існують й інші джерела: повітряні стовпи у духових інструментах, завихрення повітря під час турбулентного обтікання куль, мін, снарядів, надзвукових літаків, досить рідко - коливання рідин.

Між джерелом і вухом має знаходитись пружне середовище. Дослід показує, що для органу слуху людини звуковими є тільки такі хвилі, в яких коливання відбуваються з частотами від 16 до 20000 Гц. Розмахувати руками 16 і більше разів за секунду ніхто не може, хоч хвиля під час такого розмахування виникає.

Звук ще повинен мати потужність, достатню для його сприйняття. Звуки поділяють на музикальні тони і шуми. Музикальним тоном називають звук довільної частоти, який створюється коливним тілом. Шум є складним звуком, що утворюється в результаті тривалих неперіодичних коливань різних джерел звуку (шум моря, дерев у лісі, натовпу тощо).

За частотою коливань звукові хвилі класифікують так:



  • інфразвук (0 - 16 Гц),

  • чутний звук (16 - 20000 Гц),

  • ультразвук (20000 Гц - 103 МГц),

  • гіперзвук (понад 103 МГц).

Музикальні тони мають різну гучність і висоту. Гучність звуку залежить від амплітуди коливань у звуковій хвилі, тобто визначається інтенсивністю. Ця залежність складна, адже гучність звуку це його суб'єктивна характеристика, а інтенсивність - об'єктивна. Про звук різної гучності кажуть, що один гучніший від іншого не в стільки-то разів як інтенсивність, а на стільки-то одиниць. З метою порівняння інтенсивності звуку, що має різну гучність, використовують одиницю рівня гучності звуку бел (Б).

Якщо інтенсивність одного звука в 10 разів більша від інтенсивності другого, то рівень гучності першого на 1 Б вищий від другого. Найменша зміна гучності, яку може сприймати людина, дорівнює децибелу (1 дБ = 0,1 Б). Рівень гучності звука небезпечний для організму людини становить 180 дБ (інтенсивність звуку - 1012 мкВт/м2). З навколишніх звуків, наприклад, гучність звуку шелестіння листя оцінюється в 10 дБ, шепотіння - 20 дБ, вуличного шуму - 70 дБ.

Звукові коливання, що відбуваються за гармонічним законом, сприймаються людиною як певний музикальний тон. Висота тону визначається частотою коливань. Коливання високої частоти сприймаються як звуки високого тону, звуки низької частоти як звуки низького тону. Діапазон звукових коливань, що відповідає подвійній зміні частоти коливань, називають октавою.

Звукові коливання, що не підлягають гармонічному закону, сприймаються людиною як складний звук, що володіє тембром. За однакової висоти тону звуки від скрипки і фортепіано відрізняються тембром.

Шум відрізняється від музикального тону тим, що складається з безладної суміші коливань різної частоти і гучності.

Під час пострілів, вибухів, електричного розряду виникають звукові удари, що є різновидом шуму.

Як і будь-яка хвиля, звукова хвиля характеризується швидкістю поширення коливань у ній. З довжиною хвилі l і частотою коливань n швидкість пов'язана вже відомою формулою



Досліди показують, що швидкість поширення звуку у середовищі залежить від властивостей і стану цього середовища:



    (5.1.12)

де Е - модуль пружності середовища (модуль Юнга); ρ - густина середовища.

Із формули випливає, що чим пружніше середовище, тим більша в ньому швидкість звуку. Тому швидкість звуку в рідинах більша, ніж в газах, а в твердих тілах більша, ніж в рідинах.

Швидкість звуку залежить від температури середовища. Наприклад, у повітрі, якщо його температура 0º С, швидкість звуку 332 м/с, а якщо 15º С - 340 м/с. У воді швидкість звуку приблизно у 4,25 рази більша, ніж у повітрі. У твердих тілах вона ще більша, наприклад, при 15º С у сталі - 4980 м/с.

Для звукових хвиль характерні деякі цікаві явища, наприклад, відбивання звуку від перешкод, що й спричиняє відлуння. У перешкодах з пористих матеріалів звук поглинається і тому їх використовують для звукової ізоляції.

Звукові коливання, що їх переносить звукова хвиля, діють як змушувальна, періодично змінна сила для коливальних систем і спричиняють у них акустичний резонанс.



Акустичний резонанс – це явище різкого збільшення амплітуди механічних коливань.

Завдяки резонансу стінки ящика камертона (рис.5.1.11) починають коливатися з частотою власне камертона. Це коливання великої амплітуди (резонанс), та й площа поверхні ящика велика, тому звук камертона буде значно гучнішим. Ящик камертона називають резонатором. До резонаторів можна віднести деякі деки і труби в музичних інструментах, порожнину рота тощо.

Певні особливості мають нечутні звуки, до яких відносять інфразвуки (до 16 Гц) та ультразвуки (20 кГц < n < 1 ГГц).

У природних умовах інфразвуки можуть зумовити помахування крил птахів, коливання гілок дерев чи поверхні моря під впливом вітру. Існують інфразвуки техногенного походження. Ці низькочастотні хвилі слабко поглинаються і тому здатні поширюватися на великі відстані. Птахи і більшість тварин чутливі до цих звукових хвиль. Припускають, що завдяки цьому від інфразвуків, що передують землетрусам, тварини стривожуються, а люди й гадки не мають про небезпеку.

Інфразвуки ще не знайшли широкого застосування. Однак їх властивості необхідно вивчати, щоб запобігти негативному впливу на здоров'я людини. Під час тривалих дій потужних інфразвуків у людини з'являються симптоми, подібні до симптомів "морської хвороби". Водночас існують новітні методи лікування хвороб дозованими імпульсами інфразвуків.

Ультразвуки у природі трапляються рідко. Кажани використовують ультразвук для орієнтування у темряві. Складний і потужний ультразвуковий локатор мають дельфіни.

Ультразвукова хвиля порівняно із звуковою має більшу інтенсивність за рахунок більшої частоти коливань в ній. Це використовують в різних галузях. Завдяки спрямованості ультразвукових хвиль і їх відбиванню від перешкод можна знайти відстань до предмета:



Звуколокатори (їх називають також ехолокаторами) дають змогу виявити і визначити місцезнаходження різних пошкоджень у виробах (порожнечі, тріщини, сторонні включення). У медицині ультразвук використовують для діагностики і лікування деяких захворювань.

Ультразвукові хвилі великої інтенсивності використовують для виготовлення порошків та емульсій з незмішуваних речовин тощо.

Однак існують і екологічні проблеми акустики. Звуки великої гучності, зокрема шуми, наносять шкоду навколишньому середовищу. Передозування інтенсивності інфра- і ультразвукових хвиль під час лікування деяких хвороб також є небезпечним. "Забруднення" навколишнього середовища акустичними коливаннями шкідливо впливає на здоров'я людини. З метою охорони навколишнього середовища забороняється подавати з автомобілів звукові сигнали в населених пунктах, будувати летовища у великих містах. З метою охорони здоров'я житлові масиви відділяються від автомагістралей зеленими зонами. На підприємствах з акустичним навантаженням створюють кімнати психічного розвантаження.


Що таке ультразвук?

Останнім часом все більш широке розповсюдження у виробництві знаходять технологічні процеси, засновані на використовуванні енергії ультразвуку. Ультразвук знайшов також застосування в медицині. У зв'язку із зростанням одиничних потужностей і швидкостей різних агрегатів і машин ростуть рівні шуму, у тому числі і в ультразвуковій області частот.

Ультразвуком називають механічні коливання пружного середовища з частотою, що перевищує верхню межу чутності -20 кГц. Одиницею вимірювання рівня звукового тиску є дБ. Одиницею вимірювання інтенсивності ультразвуку є ват на квадратний сантиметр (Вт/с2) Людське вухо не сприймає ультразвук, проте деякі тварини, наприклад, кажани можуть і чути, і видавати ультразвук. Частково сприймають його гризунів, кішки, собаки, кити, дельфіни. Ультразвукові коливання виникають при роботі моторів автомобілів, верстатів і ракетних двигунів.

  В практиці для отримання ультразвуку звичайно застосовують електромеханічні генератори ультразвуку, дія яких заснована на здатності деяких матеріалів змінювати свої розміри під дією магнітного (магнітострикційні генератори) або електричного поля (п'єзоелектричні генератори), при цьому генератори видають звуки високої частоти.

У наслідок великої частоти (малої довжини хвилі) ультразвук володіє особливими властивостями. Так, подібно світлу, ультразвукові хвилі можуть утворювати строго направлені пучки. Віддзеркалення і заломлення цих пучків на межі двох середовищ підкоряється законам геометричної оптики. Він сильно поглинається газами і слабо - рідинами. В рідині під впливом ультразвуку утворюються пустки у вигляді найдрібніших пухирців з короткочасним зростанням тиску усередині них. Крім того, ультразвукові хвилі прискорюють протікання процесів дифузії (взаємопроникнення двох середовищ один в одного). Ультразвукові хвилі істотно впливають на розчинність речовини і в цілому на хід хімічних реакцій.              
Вплив ультразвуку на організм людини

Ультразвук володіє головним чином локальною дією на організм, оскільки передається при безпосередньому контакті з ультразвуковим інструментом, оброблюваними деталями або середовищами, де збуджуються ультразвукові коливання. Ультразвукові коливання, що генеруються ультразвуком низькочастотним промисловим устаткуванням, роблять несприятливий вплив на організм людини.

Тривала систематична дія ультразвуку, що розповсюджується повітряним шляхом, викликає зміни нервової, серцево-судинної і ендокринної систем, слухового і вестибулярного аналізаторів. Найхарактернішою є наявність вегетосудиної дистонії і астенічного синдрому. Ступінь вираженості змін залежить від інтенсивності і тривалості дії ультразвуку і посилюється за наявності в спектрі високочастотного шуму, при цьому приєднується виражене зниження слуху. У разі продовження контакту з ультразвуком вказані розлади набувають більш стійкого характеру. При дії локального ультразвуку виникають явища вегетативного поліневриту рук (рідше за ноги) різного ступеня вираженості, аж до розвитку парезу кистей і передпліч, вегетативно-судинної дисфункції. Характер змін, що виникають в організмі під впливом ультразвуку, залежить від дози дії. Малі дози - рівень звуку 80-90 дБ - дають стимулюючий ефект - мікромасаж, прискорення обмінних процесів. Великі дози - рівень звуку 120 і більш дБ – дають вражаючий ефект.

В полі ультразвукових коливань в живих тканинах ультразвук надає механічну, термічну, фізико-хімічну дію (мікромасаж кліток і тканин). При цьому активізуються обмінні процеси, підвищуються імунні властивості організму. Ультразвук надає виражене знеболююче, спазмолітичне, протизапальне і загальнотонізуюча дія, стимулює крово- і лимфообіг, прискорює регенеративні процеси, покращує трофіку тканин. Час дії на больову зону 3-5 мін, а в сумі - на декілька зон - не більше 12-15 мін на всю процедуру і не більше 10-12 процедур раз на 3 місяці. Оскільки ультразвук повністю відображається від якнайтонших прошарків повітря, до тіла його підводять через безповітряні контактні середовища.



Профілактика і лікування захворювань, викликаних ультразвуком

Основу профілактики несприятливої дії ультразвуку на осіб, обслуговуючих ультразвукові установки, складає гігієнічне нормування. У відповідності з ГОСТ 12.1.01-89 "Ультразвук. Загальні вимоги безпеки", "Санітарними нормами і правилами при роботі на промислових ультразвукових установках" (№ 1733-77) обмежуються рівні звукового тиску у високочастотній області чутних звуків і ультразвуків на робочих місцях (від 80 до 110 дБ при середньогеометричних частотах третьоктавних смуг від 12,5 до 100 кГц). Ультразвук, що передається контактним шляхом, нормується "Санітарними нормами і правилами при роботі з устаткуванням, що створює ультразвуки, що передаються контактним шляхом на руки працюючих № 2282-80. Заходи попередження несприятливої дії ультразвуку на організм операторів технологічних установок, персоналу лікувально-діагностичних кабінетів полягають в першу чергу в проведенні заходів технічного характеру. До них відносяться створення автоматизованого ультразвукового устаткування з дистанційним управлінням; використовування по можливості малопотужного устаткування, що сприяє зниженню інтенсивності шуму і ультразвуку на робочих місцях на 20-40 дБ; розміщення устаткування в звукоізольованих приміщеннях або кабінетах з дистанційним управлінням; устаткування звукоізолюючих пристроїв, кожухів, екранів з листової сталі або дюралюмінію, покритого гумою, протишумовою мастикою і іншими матеріалами. При проектуванні ультразвукових установок доцільно використовувати робочі частоти, самі видалені від чутного діапазону - не нижче 22 кГц. Щоб виключити дію ультразвуку при контакті з рідкими і твердими середовищами, необхідно встановлювати систему автоматичного відключення ультразвукових перетворювачів при операціях, під час яких можливий контакт (наприклад, завантаження і вивантаження матеріалів). Для захисту рук від контактної дії ультразвуку рекомендується застосування спеціального робочого інструменту з віброізолюючою рукояткою. Якщо із виробничих причин неможливо понизити рівень інтенсивності шуму і ультразвуку до допустимих значень, необхідне використовування засобів індивідуального захисту - проти шумів, гумових рукавичок з бавовняною прокладкою і ін.


Використовування ультразвуку в промисловості і господарстві

Сьогодні ультразвук застосовується у величезній кількості галузей. Серед них: медицина, геологія, сталеливарна промисловість, військова промисловість і т.д. Надзвичайно інтенсивно ультразвук застосовується в геології, існує спеціальна наука – геофізика.

За допомогою ультразвуку геофізики знаходять поклади цінних копалин і визначають глибину їх місцезнаходження. В металопрокатної галузі ультразвук застосовується для діагностики стану кристалічних грат металу. При «прослуховуванні» труб, балок у якісних виробів виходить певний сигнал, якщо ж у виробу щось відрізняється від норми (густина дефект конструкції), сигнал буде іншим, що і вкаже інженеру на брак.

В сучасній медицині також використовується ультразвук. Наприклад, одна з найпоширеніших процедур з його використовуванням – УЗІ, де ультразвук використовується для діагностики стану внутрішніх органів. Також застосовується ультразвукова фізіотерапія, що дозволяє прискорити регенерацію шрамів, тканин, зрощення кісток; ультразвукова кардіограма, ультразвукова остеосинтез. (див. розділ «Ілюстрації»)

Оточена ворожими суднами підводний човен має тільки один безпечний спосіб зв'язатися з базою – передати сигнал у водному середовищі. Для цього використовується особливий умовний ультразвуковий сигнал певної частоти – перехопити таке послання практично неможливо, оскільки для цього необхідно знати його частоту, точний час передачі і «маршрут». Проте відправка сигналу з човна також є найскладнішою процедурою – необхідно враховувати всі глибини, температуру води і т.д. База, одержуючи сигнал, і, знаючи час його проходження, може вирахувати відстані до човна, в результаті – її місцезнаходження. Також в підводному флоті використовують спеціальні короткі ультразвукові імпульси, послані гідролокатором прямо з підводного човна; імпульс відображається від предметів – скель, інших судів, і з його допомогою розраховують напрям і відстань до перешкоди (прийом, запозичений у нічних хижаків - кажанів).

Оскільки звук великої частоти має обмежену площу дії (чим більше частота, тим менше площа) і навпаки, то ультразвуковим променем великої потужності можна порушити роботу навіть штучного супутника. Промінь «заб'є» всі радіоелектронні прилади, що буде чреватий небезпечними наслідками. Ходять чутки, що подібне вже відбувалося при запуску американського «Аполлона». Але подаруй, ця єдина зброя, «куля» в якому – ультразвук.

Правда, як пише газета «Ськотсмен» (“Scot’s Men”), в США фірмою American Technology Corporation розробляється рушниця, що використовує направлений потік ультразвукових хвиль, які при зустрічі з перешкодою трансформуватимуться в звук гучністю 140 децибелів. Розробники вважають, що якщо в якості джерела звуку використовувати запис дитячого плачу, пущений у зворотному напрямі, то це примусить солдатів супротивника панікувати і звернутися у втечу.

Сама зброя має вид трубки з ультразвуковим випромінювачем, і оператор зброї не відчуватиме ніякого дискомфорту. Ультразвук тут служить лише засобом синтезу гучного чутного звуку, що у принципі схожий з світлошумової гранатою у спецслужб. Якщо подібний пристрій буде створений, воно може бути застосовано не тільки для військової мети, але і для знешкодження терористів.

Сьогодні величезне розповсюдження отримали всілякі апарати з використанням ультразвукових імпульсів. І розповсюдження не тільки в промисловості, але і господарстві сучасних росіян. Один з самих відомих апаратів – ультразвукова пральна машинка: невелика «таблетка», що під'єднується до мережі і випираюча без миючих засобів. Таке пристосування одержує найпозитивніші відгуки: прання безшумне і економічне – апарат вимагає украй мало допоміжних миючих засобів і споживає енергії менше 50-ваттовой лампочки, білизна не тільки очищається, але і дезінфікується.

Пьезокерамічеськіє випромінювачі порушують ультразвукові коливання, створюючи в розчині величезну кількість мікроскопічних пухирців (кавітація) з висолимо тиском всередині, які, вибухаючи, порушують зчеплення забруднених мікрочастинок з волокнами виробів і полегшують їх видалення поверхнево-активними речовинами миючого розчину прального порошку або мила. Таким чином, очищення волокон тканини відбувається зсередини, що дозволяє досягати високої ефективності прання. (див. розділ «Ілюстрації» )

Також використовуються ультразвукові ванни, як для дезинфекції інструментів, так і в косметичній меті – масаж ступень ніг, рук, особи. Дуже ефективні ультразвукові зволожувачі повітря і форсунки, а також далекоміри (у всьому відомих радарах швидкості дорожньої поліції також використовуються ультразвукові імпульси).
Перспективи використовування ультразвуку

В перспективі передбачається більш широке використовування ультразвукових імпульсів в косметичній меті – учені вже в найближчому майбутньому збираються представити технологію застосування ультразвуку для очищення пір, освіження, омолоджування шкіри, що пов'янула, – ультразвуковий пилинг. Ведуться роботи із створення ультразвукової зброї, а також розробки систем захисту від нього. Передбачається більш широке використовування ультразвуку в побутовому господарстві.


Що таке інфразвук?

Розвиток техніки і транспортних засобів, вдосконалення технологічних процесів і устаткування супроводяться збільшенням потужності і габаритів машин, що обумовлює тенденцію підвищення низькочастотних складових в спектрах і появу інфразвуку, який є порівняно новим, не повністю вивченим чинником виробничого середовища.

Інфразвуком називають акустичні коливання з частотою нижче 20 Гц. Цей частотний діапазон лежить нижче за поріг чутності і людське вухо не здатний сприймати коливання вказаних частот. Виробничий інфразвук виникає за рахунок тих же процесів що і шум чутних частот. Найбільшу інтенсивність інфразвукових коливань створюють машини і механізми, поверхні великих розмірів, створюючи низькочастотні механічні коливання (інфразвук механічного походження) або турбулентні потоки газів і рідин, що мають (інфразвук аеродинамічного або гідродинамічного походження). Максимальні рівні низькочастотних акустичних коливань від промислових і транспортних джерел досягають 100-110 дБ.


Вплив інфразвуку на організм людей

Дослідження біологічної дії інфразвуку на організм показали, що при рівні від 110 до 150 дБ і більш він може викликати у людей неприємні суб'єктивні відчуття і численні реактивні зміни, до числа яких слід віднести зміни в центральній нервовій, серцево-судинній і дихальній системах, вестибулярному аналізаторі. Є дані про те, що інфразвук викликає зниження слуху переважно на низьких і середніх частотах. Вираженість цих змін залежить від рівня інтенсивності інфразвуку і тривалості дії чинника. Відповідно до Гігієнічних норм інфразвуку на робочих місцях (№ 2274-80) по характеру спектру інфразвук підрозділяється на широкосмуговий і гармонійний. Гармонійний характер спектру встановлюють в октавних смугах частот по перевищенню рівня в одній смузі над сусідніми не менше ніж на 10 дБ. По тимчасових характеристиках інфразвук підрозділяється на постійний і непостійний. Нормованими характеристиками інфразвуку на робочих місцях є рівні звукового тиску в децибелах в октавних смугах частот з середньо-геометрическими частотами 2, 4, 8, 16 Гц. Допустимими рівнями звукового тиску є 105 дБ в октавних смугах 2, 4, 8, 16 Гц і 102 дБ в октавній смузі 31,5 Гц. При цьому загальний рівень звукового тиску не повинен перевищувати 110 дБ Лін. Для непостійного інфразвуку нормованою характеристикою є загальний рівень звукового тиску.

Інфразвук зовсім не є недавно відкритим явищем. Насправді органістам він відомий вже більше 250 років. В багатьох соборах і церквах є такі довгі органні труби, що вони видають звук частотою менше 20 Гц, не сприйманий людським вухом. Але, як з'ясували британські дослідники, такий інфразвук може вселити в аудиторію різноманітні і не дуже приємні відчуття — тугу, відчуття холоду, турботу, тремтіння в хребті.  Люди, що піддалися дії інфразвуку, переживають приблизно ті ж відчуття, що і при відвідинах місць, де відбувалися зустрічі з примарами. 
Співробітник Національної лабораторії фізики в Англії доктор Річард Лорд і професор психології Річард Вайсман з Хертфордширського університету провели досить дивний експеримент над аудиторією з 750 чоловік. За допомогою семиметрової труби їм вдалося домісити до звучання звичайних акустичних інструментів на концерті класичної музики наднизькі частоти. Після концерту, слухачів попросили описати їх враження. "Піддослідні" повідомили, що відчули раптове зниження настрою, печаль, у деяких по шкірі побігли мурашки, у когось виникло важке відчуття страху. Самонавіянням це можна було б пояснити лише частково. З чотирьох зіграних на концерті творів, інфразвук був присутній тільки в двох, при цьому слухачів не повідомляли, в яких саме. "Деякі учені вважають, що інфразвукові частоти можуть бути присутній в місцях, які, по легендах, відвідують примари, і саме інфразвук викликає дивні враження, звичайно що асоціюються з привидами, - наше дослідження підтверджує ці ідеї", - заявив Вайсман.

26 вересня 2002 року в Ліверпулі відвідувачі концерту органної музики сталі учасниками наукового експерименту: британські дослідники хотіли перевірити, як слухачі реагуватимуть на інфразвук, тобто звукові вібрації, неприступні для сприйняття людським вухом. Учені чекали, що під час 50-хвилинного концерту російського органіста Євгенії Чудіновіч, який пройшов в центральному соборі міста (Metropolitan Cathedral), інфразвук викличе у аудиторії суто позитивні емоції, наприклад, у людей підніметься настрій. З другого боку, від "беззвучної музики" у слухачів можуть виникнути і блювотні позиви.

Результати свідчать, що дивні відчуття зростали на 22% при прослуховуванні найнижчих нот. На думку професора Річарда Вайсмана, саме наявністю таких труб в органі можна пояснити таємний трепет, що охоплює багато прихожан, який вони ототожнюють з Богом. "Дивні відчуття" включали: "тремтіння в суглобах", "дивне відчуття в животі", серцебиття", "жахлива турбота", що "почастішало, "раптовий спомин про втрату".
Профілактика і лікування захворювань, викликаних інфразвуком

Найефективнішим і практично єдиним засобом боротьби з інфразвуком є зниження його в джерелі. При виборі конструкцій перевага повинна віддаватися малогабаритним машинам великої жорсткості, оскільки в конструкціях з плоскими поверхнями великої площі і малої жорсткості створюються умови для генерації інфразвуку. Боротьбу з інфразвуком в джерелі виникнення необхідно вести у напрямі зміни режиму роботи технологічного устаткування - збільшення його швидкохідності (наприклад, збільшення числа робочих ходів ковальсько-пресових машин, щоб основна частота проходження силових імпульсів лежала за межами інфразвукового діапазону). Повинно вживатися заходів по зниженню інтенсивності аеродинамічних процесів - обмеження швидкостей руху транспорту, зниження швидкостей закінчення рідин (авіаційні і ракетні двигуни, двигуни внутрішнього згоряє, системи скидання пари теплових електростанцій і т.д.). В боротьбі з інфразвуком на шляхах розповсюдження певний ефект надають глушники інтерференційного типу, звичайно за наявності дискретних складових в спектрі інфразвуку. Виконане останнім часом теоретичне обґрунтовування перебігу нелінійних процесів в поглиначах резонансного типу відкриває реальні шляхи конструювання звукопоглинальних панелей, кожухів, ефективних в області низьких частот. Як індивідуальні засоби захисту рекомендується застосування навушників, вкладишів, що захищають вухо від несприятливої дії супутнього шуму. До заходів профілактики організаційного плану слід віднести дотримання режиму праці і відпочинку, заборона наднормових робіт. При контакті з ультразвуком більше 50% робочого часу рекомендуються перерви тривалістю 15 мін через кожні 1,5 години роботи. Значний ефект дає комплекс фізіотерапевтичних процедур - масаж, УТ-опромінювання, водні процедури, вітамінізація і ін.



Інфразвукові аномалії

Берегова лінія Північної Америки в районі мису Гаттерас, півострів Флорида і острів Куба утворюють гігантський рефлектор. Шторм, що відбувається в Атлантичному океані, генерує інфразвукові хвилі, які, відобразившись від цього рефлектора, фокусуються в районі "Бермудського трикутника". Колосальні розміри фокусуючої структури дозволяють припустити наявність областей, де інфразвукові коливання можуть досягати значної величини, що і є причиною аномальних явищ, що відбуваються тут. Як відомо, сильні інфразвукові коливання викликають у людини панічний страх разом з бажанням вирватися із замкнутого простору. Очевидно, така поведінка є слідством виробленої ще у далекому минулому "інстинктивній реакції" на інфразвук як передвісник землетрусу. Саме ця реакція примушує екіпаж і пасажирів в паніці покидати свій корабель. Вони можуть сісти в шлюпки і поплисти від свого судна або вибігти на палубу і кинутися за борт. При дуже великій інтенсивності інфразвуку, вони можуть і зовсім загинути, - потрапляючи в резонанс з біоритмами людини, інфразвук особливо високої інтенсивності може викликати миттєву смерть.

Інфразвук може бути причиною резонансного коливання корабельних щогл, що приводять до їх поломки (до аналогічних наслідків може привести дію інфразвуку на елементи конструкції літака). Низькочастотні звукові коливання можуть бути причиною появи над океаном швидко виникаючого і також швидко зникаючого густого ("як молоко") туману - атмосферна волога, що сконденсувалися за час фази розрядки, може не встигати розчинятися в повітрі за час подальшої фази стиснення, але в теж час здатна "миттєво зникнути", в течію декілька періодів відсутності інфразвукових коливань. І, нарешті, інфразвук частотою 5  — 7 герц може потрапити в резонанс з маятником механічного, ручного годинника, що має той же період коливань.

Очевидно, подібні фокусуючі структури є і в інших областях земної кулі. Видно, панічний страх, що викликається інтенсивними інфразвуковими коливаннями в одній з таких структур, послужив як "відправна точка" міфу про сирени...



Інфразвук може розповсюджуватися під водою, а фокусуюча структура  — утворюватися рельєфом дна. Джерелом інфразвукових коливань можуть бути підводні вулкани і землетруси. Природно, форма "ландшафтних відбивачів" вельми далека від досконалості. Тому слід говорити про систему елементів, що відображають, конкретну для кожного випадку. При розмірах, сумірних з довжиною хвилі, структура може бути резонуючою. Необхідно досліджувати зв'язок між параметрами джерел інфразвукових хвиль і розподілом інтенсивності інфразвукових коливань в кожному "підозрілому районі". Закономірності виникнення небезпечних зон визначать характер необхідних запобіжних засобів. Вплив інфразвуку на людину, очевидно, не обмежується прямою дією на його організм, зокрема на нервову систему. Як вже сказано, в процесі еволюції у людини, мабуть, сформувався центр, чутливий до інфразвукових коливань,  — передвісникам землетрусів і вулканічних вивержень. Комплекс реакцій, які повинні виявлятися при дії на цей центр, можна визначити, знаючи його призначення  — забезпечувати виживання при подібні стихійних бідах. Які ж це реакції? Очевидно наступні. Уникати замкнутих просторів, для того, щоб не потрапити в завал. Прагнути віддалитися від поряд знаходяться об'єктів, що загрожують вкачатися. Бігти "куди очі дивляться", для того, щоб вийти з району стихійної біди. Природно, що все це повинне супроводжується ("підігріватися") відчуттям панічного жаху. На користь наявності такого механізму говорить достатньо чітка цілеспрямованість поведінки. В теж час, при безпосередній дії на організм виникають неконкретні реакції, такі як млявість, слабкість і різні розлади, так само, як, наприклад, при опромінюванні рентгенівським промінням, високочастотним радіохвилями.

Людина втратила високу чутливість до інфразвукових коливань, але при великій інтенсивності стародавня захисна реакція прокидається, блокуючи можливості свідомої поведінки. Слід підкреслити, що страх не буде викликаний зовнішніми чинами, а як би "виходитиме зсередини". У людини буде відчуття, відчуття "щось жахливого". Мабуть цим пояснюються останні слова загиблих льотчиків і моряків: "Небо якесь не таке", "море виглядає якось інакше", "відбувається щось жахливе". Думається, якби страх викликався зовнішніми чинами, то люди цих професій, люди мужні, звиклі до небезпек, змогли б передати конкретні повідомлення.

Залежно від інтенсивності інфразвукових коливань, що знаходяться на борту люди випробовуватимуть різні ступені паніки. Свідомість людини підшукуватиме причину подібних явищ,  — намагатися їх інтерпретувати. І, якщо ця свідомість вихована на легендах і міфах, то і інтерпретація буде відповідною, наприклад,  — міф про сирени (наприклад, знаменита "Одіссея" Гомера).Тварини, що звуть, використовуючи інфразвук

Американські учені знайшли, що тигри і слони використовують для комунікації один з одним не тільки гарчання, муркотання або рев і трубні позиви, але також і інфразвук, тобто звукові сигнали дуже низької частоти, нечутні для людського вуха.

  Ед Волш і його колеги з Національного дослідницького госпіталю "Бойз-таун" в Омахе, штат Небраска, проаналізували частотні спектри гарчання представників трьох підвидів тигра – уссурійського, бенгальського і суматранского – і знайшли в кожному з них могутню низькочастотну компоненту. На думку учених, інфразвук дозволяє тваринам підтримувати зв'язок на відстані до 8 кілометрів, оскільки

розповсюдження інфразвукових сигналів майже не чутливо до перешкод, викликаним рельєфом місцевості, і мало залежить від погодних і кліматичних чинників на зразок вогкості повітря.

Тепер вчені мають намір з'ясувати, чи володіють частотні спектри тигрових голосів індивідуальними особливостями, що дозволяють ідентифікувати тварин. Це істотно полегшило б облік їх поголів'я.

Рік тому, вивчаючи поведінку групи слонів в зоопарку міста Портленд в штаті Орегон, група дослідників "відчула" в повітрі незвичайні коливання. Використовуючи складну електронну систему звукоуловлювання, дослідники знайшли, що це інфразвукові хвилі, які випускають слони. Спостерігаючи за слонами, що живуть на волі в Кенії, дослідники за допомогою тієї ж апаратури зареєстрували точно такий же вид хвиль. Учені прийшли до висновку, що звуки низької частоти тварини використовують для зв'язку один з одним на відстані в декілька кілометрів. Відкриття такого роду "телепатії" дозволяє пояснити деякі загадки поведінки слонів. Наприклад, раніше не могли пояснити, чому стада слонів, значно видалені один від одного, дізнавалися про небезпеку в один і той же час. Інфразвукова мова, ймовірно, допомагає слонам уберегтися від браконьєрів, що загрожують тваринам як в Африці, так і в Азії. Учені сподіваються в майбутньому, визначивши значення інфразвукових сигналів, перейти до самої захоплюючої стадії експериментів - встановленню з їх допомогою контакту із слонами.



Перспективи використовування інфразвуку

Зараз вченими ведеться розробка так званої «інфразвукової рушниці». Низькочастотні звукові хвилі тут планується використовувати як «генератор паніки». В цьому випадку інфразвук набагато зручніше за високочастотні хвилі, оскільки він сам по собі представляє загрозу для здоров'я людини. Частоти нашої нервової системи і серця лежать в діапазоні інфразвуку - 6 Гц. Емуляція цих частот приводить до поганого самопочуття, безпричинного страху, паніки, божевілля, і, нарешті, смерті. Що ж заважає створити подібний апарат? В 1970 цим займався француз Гавро, і причини того, що «інфразвукова рушниця» ще не отримала широке застосування, такі: дуже великі розміри, мала дальність, і небезпеку для оператора. Зате переваги також великі: управляючи потужністю хвилі, можна буде вибірково приголомшувати або вбивати, не наражаючись на небезпеку, адже таким апаратом можна управляти дистанційно, з ізольованого від звукових хвиль приміщення. Отже незабаром, цілком можливо, натовп демонстрантів, що розбушувалися, отримає не струмінь крижаної води, а порцію низькочастотного звуку.



Для нотаток

Для нотаток






Достарыңызбен бөлісу:




©dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет