Публикации
Физика шума
Всероссийский сборник статей и публикаций института развития образования, повышения квалификации и переподготовки.
Скачать публикацию
Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Физика шума
Автор: Большакова Ольга Алексеевна
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Физика шума
Автор: Большакова Ольга Алексеевна
Физика шумаАктуальность проблемыО неблагоприятном воздействии шума на живые организмы было известно еще задолго до возникновения таких наук, как акустика и аудиология. Например, на Руси, когда стерлядь входила в малые реки на нерест, церкви не звонили в колокола. С развитием техники человек стал обитать, можно сказать, в новом мире шумов. Шум, подобно загрязнению воздуха, воды и почвы, угрожает здоровью и благополучию населения.В настоящее время ученые во многих странах мира ведут исследования с целью выяснения влияния шума на организм человека. По данным интернет - источников, за последнее время средний уровень шума, производимый только транспортом, увеличился на 12-14 децибел и продолжает расти (около 1 децибела в год). Кроме того, против шума мы практически беззащитны. Например, яркий свет заставляет нас инстинктивно зажмуриваться. Тот же инстинкт самосохранения спасает нас от ожога, отводя руку от огня или от горячей поверхности. А вот на воздействие шумов защитной реакции у человека нет. В связи с ростом шума можно представить состояние людей через несколько лет, последствия могут оказаться катастрофическими. Вот почему проблема борьбы с шумом приобретает все большую остроту. Цель исследования: выяснить воздействие повседневного шума на организм человека.Задачи исследованияНайти, изучить и систематизировать литературу по выбранной теме. Рассмотреть физические характеристики звука и шума. Провести социологический опрос учителей и учащихся. Собрать прибор, измеряющий уровень шума. Оценить шумовую загрязнённость в районе своего жилого дома и в школьных помещениях. Объект исследования: шум. Предмет исследования: действие шумов на организм человека.Методы исследованияРабота с источниками информации. Анкетирование, интервьюирование. Анализ, сопоставление фактов и статистических данных, выводы. Экспериментальные исследования. Гипотеза: Люди воспринимают шум по-разному. Кого-то раздражают даже негромкие звуки, а кому-то не мешает и сильный шум. Возможно, это зависит от возраста, состояния здоровья, индивидуальных особенностей. Предположу, что шум вреден не всегда.Проектный продукт: выпуск памятки «Осторожно, шум!»Обзор информации по теме«Физика шума»Более 100 лет назад, немецкий ученый Роберт Кох писал, что наступит время, когда борьба с шумом станет столь же актуальной, как и борьба с холерой или чумой. Однако и сегодня многие люди не догадываются об опасности шумового загрязнения. Это происходит из-за того, что проблемы шумового загрязнения городской среды были на научном уровне осознаны относительно недавно и стали остроактуальными только в последние десятилетия. Шум коварен, его вредное действие на организм совершается незримо, незаметно. Нарушения в организме обнаруживаются не сразу. Постепенно возникают головные боли, снижение памяти, повышенная утомляемость, эмоциональная неустойчивость.Мало кто связывает плохое внимание и низкую производительность на уроках с присутствием школьного шума. А ведь постоянный шум ведет к снижению слуха и развитию тугоухости. Снижается активность мозга, интеллектуальная деятельность. Особенно вредно влияет шум на детей, делает их раздражительными, капризными, нарушает сон, снижает аппетит. По статистике сегодня 20 млн. россиян страдают тугоухостью. Несмотря на это, молодёжь продолжает слушать громкую музыку, не задумываясь о том, что когда звук нарастает, организм производит много гормонов стресса, например, адреналин. При этом сужаются кровеносные сосуды, замедляется работа кишечника. В дальнейшем всё это может привести к нарушениям работы сердца и кровообращения. Эти перегрузки – причина каждого, по крайней мере, десятого инфаркта.Вот почему абсолютно недопустимо делать уроки под музыку, злоупотреблять прослушиванием музыки через плеер или магнитофон на уроках, лекциях, а также бесконтрольно пользоваться ими на улице и в транспорте.Проведя анкетирование педагогов и учащихся старших классов нашей школы, я пришла к следующим выводам:На уроках шум мешает почти половине учеников и большинству учителей. На переменах шум, в основном, не мешает ни ученикам, ни учителям. То есть, несмотря на то, что в настоящее время научно доказано, что шум – это общебиологический раздражитель, который оказывает воздействие не только на орган слуха, но и на весь организм в целом, мало кто обращает серьезное внимание на эту проблему. Есть правда ряд работ, посвящённых этой теме, но информированность населения, на мой взгляд, недостаточная. И я считаю необходимым внести свой вклад в ликвидацию этого пробела.Основными источниками вышеприведённой информации являются интернет-ресурсы и литература:http://ru.wikipedia.org/wiki/ http://www.avdspb.ru/vliyanie-zvuka-na-cheloveka.html http://nsportal.ru/ap/drugoe/vliyanie-zvuka-i-shuma-na-organizm-cheloveka-0 Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты. В 2-х Т./Под ред. Исаева Л.К. Т.1. – М.: ПАИМАС. 2007. – 512с. Кузнецов А. Н. Биофизика электромагнитных воздействий. – М.: Энергоатомиздат. 1994.-254 с. Физические поля и безопасность жизнедеятельности / А.В. Гордиенко.- М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006 год. Полный список используемой литературы приведён в реферативной части проекта. Описание проделанной работыОпределившись с темой, целью проекта, конечным результатом, я решила начать с теоретического рассмотрения вопросов: какова физическая природа звука и шума. В основной части проекта я описала их характеристики. Рассмотрела от чего зависит скорость звука, чем определяется его задержка. Звук — это физическое явление, представляющее собой распространение механических колебаний в различных средах. Звук характеризуется амплитудой и спектром частот. Человек слышит колебания в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц. Выяснила, что беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков носит название шума, т.е. шумы – это непериодические колебания. Иными словами, шум – это громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание.Шумы имеют различную природу (производственные шумы и непроизводственные). Выяснила, что такое белый шум, провела ряд классификаций шумов (по спектру, по частоте, временным характеристикам и др.).Рассматривая влияние шума на организм человека, подробно описала один из наиболее сложных и тонких органов человека – орган слуха – ухо человека, оно является тем органом, который воспринимает звуки, при этом оно воспринимает как звук только изменение давления.Когда звуковая волна поступает в слуховой проход, она ударяется о барабанную перепонку, последняя начинает вибрировать. Затем через молоточек, наковальню и стремечко колебания передаются в жидкость внутреннего уха, там особые (волосковые) клетки преобразуют вибрацию в электрические импульсы, передаваемые слуховым нервом в мозг, где в конечном итоге у человека возникают слуховые ощущения. Они зависят от физических характеристик волны: амплитуды и частоты, которым соответствуют физиологические характеристики - громкость и высота звука. Громкость определяется амплитудой колебаний, а высота – частотой. Так, шмель в полете делает 220 взмахов в секунду, а комар – 500-600. Поэтому полет шмеля сопровождается низким звуком (жужжанием), а полет комара – высоким (писком). Под влиянием сильного шума в органе слуха происходят необратимые изменения. Последовательность, с которой происходит утрата слуха, сейчас хорошо изучена. Сначала интенсивный шум вызывает временную потерю слуха. В нормальных условиях через день или два слух восстанавливается. Но если воздействие шума продолжается длительное время, восстановление не происходит, и временный сдвиг порога слышимости превращается в постоянный. Сначала повреждение нервов сказывается на восприятии высокочастотного диапазона звуковых колебаний (4 тысячи герц или выше), постепенно распространяясь на более низкие частоты. Высокие звуки «ф» и «с» становятся неслышными. Нервные клетки внутреннего уха оказываются настолько поврежденными, что атрофируются и гибнут.При неспецифическом действии шума люди жалуются на головные боли, снижение памяти, нарушения сна, эмоциональную неустойчивость. Если человек по ночам постоянно подвергается воздействию шума громкостью 50 дБ или выше – такой шум издает улица с неинтенсивным движением, могут возникнуть сердечно - сосудистые заболевания. Для того чтобы заработать бессонницу, достаточно шума в 42 дБ; чтобы просто стать раздражительным – 35 дБ (звук шепота). Если воздействует шум интенсивностью выше 95 дБ, то можно обнаружить нарушения витаминного, белкового, углеводного, холестеринового и водно-солевого видов обмена.Доказано, что вместе со снижением слуха возникают изменения, способствующие снижению сопротивляемости организма человека, например, при увеличении производственного шума на 10 дБ, общая заболеваемость работников увеличивается в 1,2 - 1,3 раза.К субъективному восприятию шума можно привыкнуть и он уже не будет столь заметен для человека, а вот адаптация к неспецифическим вегетативным реакциям невозможна. То есть, в физиологическом смысле привыкание к шуму не наблюдается, частота и выраженность неспецифических изменений нарастают вместе с увеличением времени контакта с шумом, например с увеличением стажа работы в шумном производстве.Опубликованные в последние годы исследования показывают, что шум способен увеличивать содержание в крови таких гормонов стресса, как кортизол, адреналин и норадреналин – даже во время сна. Чем дольше эти гормоны присутствуют в кровеносной системе, тем выше вероятность, что они приведут к опасным для жизни физиологическим проблемам. Ученые Австрии установили, что шум сокращает жизнь городских жителей на 8 – 12 лет.Шум рассеивает внимание человека, существенно влияет на его трудоспособность и результативность труда. Так, при фоне шума в 70 дБ человек, выполняющий операции средней сложности, допускает в 2 раза больше ошибок, чем при отсутствии этого шумового фона. Особенно сильно влияет шум на работоспособность людей, занятых умственным трудом. Ощутимый шум снижает работоспособность людей умственного труда более чем в 1,5 раза, а у занятых физическим трудом — почти на 1/3. При этом информация, полученная при ощутимом шумовом загрязнении, долго не может храниться в памяти человека или сохраняется только в пассивном (узнаваемом в тексте), а не в активном варианте. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости. Шумы высоких уровней могут явиться благоприятной средой для развития стойкой бессонницы, неврозов и атеросклерозов. Отсюда можно сделать вывод: от чрезмерного шума (выше 80 дБ) страдают не только органы слуха, но и другие органы и системы (кровеносная, пищеварительная, нервная т.д.), нарушаются процессы жизнедеятельности, энергетический обмен, что приводит к преждевременному старению организмаОтдельно рассмотрела школьный шум и его влияние на умственную работоспособность. Выяснила, какую опасность для подростков представляют плееры и дискотеки.Коротко остановилась на влиянии на организм человека инфразвука.Обработав добытую информацию, я стала искать пути защиты от шума. С этим я тоже справилась.Но меня очень сильно волновал вопрос об уровне шума у меня дома и в школе. Прибор был только в СЭС, с собой мне его не дали. Тогда я решила изготовить , хотя бы простейший шумомер, так как промышленные стоят очень дорого. Нашла схему, заказала через интернет-магазин детали. А пока они шли, решила качественно определить шумовую загрязнённость около своего дома. В практической части описаны мои исследования. Результаты показали, что жителям нашего дома необходимо принимать меры для защиты своего жилья от шума, в том числе и от уличного. Поэтому я решила в памятку «Осторожно, шум!» добавить материал по защите от шума жилого помещения.Не сразу я собрала индикатор шума ШМ-1 (журнал «Горизонты техники», Польша). Пришлось менять полярность в схеме, ещё кое-что, но в конце всё получилось!Прибор ШМ-1 позволяет ориентировочно измерять громкость в квартире, школе, на предприятии. Его можно использовать в качестве «аплодисментомера» во время концертов. Стоимость моего прибора равна примерно двум тысячам рублей. Так как я не смогла найти акустический генератор, то градуирование прибора провела, используя шумомер SL – 50 VOLTCRAFT, сравнивая показания на двух приборах при одном уровне шума.После получения шкалы, я измерила уровень шума в школе, он оказался выше нормы. Для борьбы с шумовыми загрязнениями в школе, я провела беседы с младшими школьниками. Привлекаю органы ученического самоуправления для организации на переменах игр младших школьников. Выпустила памятку и брошюру «Осторожно, шум!». Планирую организовать и провести школьную радиолинейку по теме «Шум: за и против!».ЗаключениеЗакончив свой проект, я могу сказать, что за время работы над ним многому научилась. Например, ставить цель и искать пути её решения, не отступать при неудачах. Я расширила предметные знания по физике. Сама узнала и друзьям рассказала много нового, интересного про шум и его влияние на организм человека. ВыводыВ процессе работы над проектом, я пришла к следующим выводам:Шум коварен, его вредное действие на организм совершается незримо, незаметно. Нарушения в организме обнаруживаются не сразу. Постепенно возникают головные боли, снижение памяти, повышенная утомляемость, эмоциональная неустойчивость.Конечно, не всякий шум вреден. Без естественного шумового фона (20-30 дБ) невозможна человеческая жизнь. Человека угнетает и абсолютная тишина.Кроме того, шумы природного происхождения благотворно влияют на человеческий организм. Шум вреден и необходим одновременно. 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.Цели и задачи проекта решены. Гипотеза о том, что шум вреден не всегда получила подтверждение. Влияние шума на организм достаточно многогранно. Следует избегать его вредных воздействий. В любом случае, предупреждён – значит вооружён. Отзыв руководителя проектаПрактическая значимость 1.Собранный материал может быть использован как на уроках физики в средней школе при изучении темы «Звуковые волны», так и во внеклассной работе. Реферат содержит систематизированную информацию, выходящую далеко за рамки школьной программы.2. Памятка «Осторожно, шум!» содержит много интересной и полезной информации.3.Наибольшую значимость имеет интеллектуальный продукт проекта: выход автора на широкую молодёжную аудиторию с идеей охраны окружающей среды от шумового загрязнения, умение увлечь, повести за собой и не оставить равнодушными! Личное участие автора и новизна работы просматривается и в выборе темы, и в постановке целей и задач, которые она логично и последовательно решает. Исследовано большое количество научных статей, проведено анкетирование, определено шумовое загрязнение в районе жилого дома, самостоятельно изготовлен действующий прибор.Работа над проектом дала Анне опыт самостоятельности, ответственности, инициативности. Хочется отметить, что это не первая исследовательская работа по физике, к поиску, исследованиям законов природы Анна «приохотилась» с 7 класса. Всегда её отличала целеустремлённость, желание «во всём дойти до самой сути». Так, например, определив в начале данного проекта конечный продукт – выпуск памятки, в ходе работы решила сама изготовить прибор и исследовать шумовое загрязнение в школе и дома.
