Влияние шума на организм человека

XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Влияние шума на организм человека

Ханбекова А.Х. 1
1МБОУСОШ с Верхняя Елюзань
Исляева А.Х. 1
1МБОУСОШ с Верхняя Елюзань

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

 

Для того чтобы уверенно ориентироваться в мире, наш мозг должен получать информацию о том, что происходит вокруг нас. Зрение и слух играют здесь главную роль. Осязание, обоняние и вкусовые ощущения менее существенны. В последнее время люди стали замечать, что шум оказывает негативное воздействие на здоровье. Отражение от предметов звуковые волны или сами звучащие предметы также дают нам сведения об окружающем мире. Но не это главное. Главное – это речь. Мы создаем и воспринимаем звуковые волны и тем самым общаемся друг с другом. Шум становится актуальной и очень значимой проблемой. Человек всегда жил в мире звуков и шума. Естественный природный шум приятен человеку, успокаивает его, снимает стресс. Но естественный природный шум становится все более редким, заглушается транспортными и другими шумами, которые являются постоянной частью человеческой жизни, загрязнителем городской среды, становясь медленными убийцами физического и психического здоровья человека. Существует забавный научный факт: растения лучше растут под классическую музыку, чем без нее, и хуже – под поп -музыку, чем в тишине. С людьми все происходит примерно также. Громкие звуки убивают волосковые клетки, которые передают звуковые колебания в головной мозг.

Один аккорд из усилителя на дискотеке – несколько тысяч клеток убито.
Ежедневный городской шум (производственный, транспортный, бытовой) не так заметен, но не менее опасен. Ученые подсчитали: 70 процентов неврозов возникают у людей именно из-за повышенного слухового давления, которое ведет к нарушению логики мышления, душевной неуравновешенности. Наше ухо устроено так, что лучше всего оно воспринимает звук громкостью 55-60 децибел - уровень обычной человеческой речи.

Разговор на повышенных тонах в 90 децибел вызывает «слуховой стресс», а шум громкостью 110 децибел – болевые ощущения.

Объект исследования: шум как звуковое явление.

Предмет исследования: воздействие шума на организм человека.

Гипотеза: шум оказывает негативное воздействие на здоровье человека.

Цель исследования: изучить влияние шума на здоровье человека.

Задачи:

1. Познакомиться с характеристикой шума и способами его измерения;

2. Исследовать воздействие шума на здоровье человека;

3. Провести опрос обучающихся 9-11 классов по теме: «Пользуетесь ли вы наушниками?»;

4. Познакомиться с путями ослабления шума.

Методы исследования:

Теоретический анализ научной литературы

Опытно - экспериментальная работа

Беседа

Анкетирование

Количественный и качественный анализ полученных результатов

1. Влияние шума на здоровье человека

1.1. Характеристика шума

Звук – это продольная волна, распространяющаяся в веществе. В вакууме звука нет частиц среды, которые совершают колебания. Диапазон звуковых частот, воспринимаемых человеческим ухом, - от 16 до 20000 Гц. Длина звуковых волн колеблется в пределах от 17м до 1,7 см. Звуки частотой больше 20000 Гц называются ультразвуком, частотой меньше 16 Гц-инфразвуком. Следует отметить, что указанные границы звукового диапазона условны, так как зависят от возраста людей и индивидуальных особенностей их слухового аппарата. Обычно с возрастом верхняя частотная граница воспринимаемых звуков значительно понижается – некоторые пожилые люди могут слышать звуки с частотами, не превышающими 6000 Гц. Дети же наоборот, могут воспринимать звуки, частота которых несколько больше 20000 Гц. Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе, называют воздушным звуком. Колебания звуковых частот, распространяющихся в твердых телах, называют структурным звуком или звуковой вибрацией. Звуки, которые мы слышим каждый день, очень разнообразны. Любой из нас достаточно отчетливо отличает так называемые музыкальные звуки от шумов. К первым, например, относится пение, звучание натянутых струн музыкальных инструментов, свист. Шумы возникают при взрывах, работе двигателей внутреннего сгорания, шипении змеи, скрипе, несмазанных дверных петель и т.д. Мы в состоянии с помощью своих органов речи воспроизвести более или менее гармоничный звук и, конечно, шум. Резкой границы между музыкальными звуками и шумами нет. Испорченный музыкальный инструмент или заигранная грампластинка создает хриплые, дребезжащие звуки, весьма похожие на шум. С другой стороны, некоторую музыкальность можно уловить в шуме дождя или вое ветра.1

Шум имеет определённую частоту или спектр, выражаемый в герцах, и интенсивность уровень звукового давления, измеряемый в децибелах.

По виду спектры шума могут быть разбиты:

низкочастотные от 16 до 400Гц,

среднечастотные от 400 до 800 Гц,

высокочастотные свыше 800 Гц.

1.2. Методы измерения шума

Слово «звук» имеет двоякое значение. Поэтому нужно условиться, что же считать звуком - физическое явление в виде распространения звуковых колебаний в воздухе или ощущения слушателя. Первое по существу является причиной, второе следствием, при этом первое понятие о звуке – объективное, второе – субъективное.

Для измерения субъективным методом служат приборы-фонометры, в которых измеряемый звук или шум сравнивается с чистым тоном определенной частоты, возбуждаемым специальным генератором.

Однако из-за сложности измерений и зависимости их результатов от характеристик слуха оператора они имеют весьма ограниченное применение. Для измерения уровней шума объективным методом широкое распространение получили шумомеры. Шум распространяется в пространстве в виде колебаний определённой частоты и длины. Человеческое ухо улавливает эти колебания и преобразует в звук. Шумомер позволяет измерить эти колебания в децибелах (дБ) и определить их мощность.

С помощью специального измерительного микрофона прибор улавливает звуковые колебания, которые преобразует в электрический сигнал. Затем этот сигнал с помощью пред усилителя поступает на корректирующий фильтр и детектируется. После этого результат поступает на индикатор.

2. Опытно- исследовательская работа

2.1Громкость звука и акустические травмы

Как вы уже знаете, звук представляет собой колебания среды, распространяющиеся в пространстве и чем громче звук, тем большее давление оказывается на чувствительные элементы слухового аппарата человека. Во всяком музыкальном тоне мы можем различать на слух два качества: громкость и высоту. Простейшие наблюдения убеждают нас в том, что тон какой- либо данной высоты определяется амплитудой колебаний.

График звукового давления для камертона после удара по нему.

Звук камертона после удара по нему постепенно затихает. Это происходит вместе с затуханием колебаний, т. е с падением их амплитуды. Ударив камертон сильнее, т. е сообщив колебаниям большую амплитуду, мы услышим более громкий звук, чем при слабом ударе.2

График звукового давления для камертона после сильного удара по нему.

Определение частоты и периода колебания звука, издаваемого камертоном.

№ п/п

Количество циклов

Δt (с)

Период (с)

Рассчитанная частота (Гц)

камертон

5

0,01

0,002

500

Громкость звука определяется амплитудой колебаний давления. Чем сильнее удар молоточка по камертону, тем громче звучит камертон. А более сильный удар вызывает колебания большей амплитуды. Можно не сомневаться, что и громкость любого звука определяется амплитудой колебаний в звуковой волне.

График амплитуды колебания звука в камертоне.

График амплитуды колебания звука в камертоне после сильного по нему.

Таблица амплитуды колебания звука в камертоне.

№ П/П

Амплитуда

Камертон

0,21

Камертон после сильного удара по нему

0,5

График звукового давления для громкой музыки.

График звукового давления для тихой музыки

Соответственно, чем больше громкость звучания, тем меньше времени требуется на то, чтобы повредить слух. Увеличение интенсивности звука на 10 дБ примерно удваивает громкость. Уровень интенсивности 120 дБ является болевым порогом.

В таблице приведены уровни громкости различных звуков3

Уровень громкости

Источник звука

60 дБ

Разговор (на расст.1м)

70 дБ

Кабина автомобиля

80 дБ

Громкая музыка

80 дБ

Улица города

100 дБ

Громкий крик

100 дБ

Проходящий поезд метро

110 дБ

Отбойный молоток

120 дБ

Рок-концерт

140 дБ

Реактивный двигатель самолета

180 дБ

Космическая ракета

2.2. Как не допустить повреждения слуха при прослушивании через наушники 

Повредить слух, используя наушники, к сожалению, гораздо проще, чем с помощью обычных громкоговорителей. Многие любители громкого воспроизведения используют звуковую изоляцию и слушают музыку на запредельных уровнях громкости — наверняка вы не раз встречали людей в транспорте или на улице, которые слушают музыку в наушниках на такой громкости, что вы, стоя рядом, без труда можете разобрать, какую именно композицию они слушают. Даже при одинаковых эффективных уровнях громкости (т. е. при таких уровнях, которые приводят к идентичным слуховым ощущениям), слушать музыку в наушниках гораздо опаснее, чем при помощи акустических систем, поскольку излучатели расположены в непосредственной близости от слухового канала, который не защищен протяженным воздушным слоем от резких динамических перепадов и прочих неприятных неожиданностей. Одним из неоспоримых преимуществ прослушивания в наушниках перед акустическими системами является способность различать гораздо большее количество мелких музыкальных деталей. Помните, однако, что без соблюдения определенных мер предосторожности вы рискуете утратить эту способность навсегда. 

Основные симптомы болезней, связанных с повреждениями слуха. Акустические травмы не всегда проявляются одинаково. Повреждения слуха обладают кумулятивным эффектом, т. е. могут накапливаться со временем и проявляться в самый неожиданный момент без особых предупреждений.

Рекомендуем обратить внимание на следующие симптомы, при обнаружении которых необходимо срочно обратиться к врачу.

• Звон или шум в ушах

• Сложности в понимании человеческой речи

• Заметная приглушенность звуков

• Сложности в понимании речи в шумных местах или комнатах с плохой акустикой.

Помните о том, что после длительного прослушивания громкой музыки через наушники вы можете на время потерять способность воспринимать тихие звуки, а это может быть опасно, например, для автомобилистов или велосипедистов. Все люди, которые предпочитают прослушивание через наушники, в той или иной степени подвержены риску повредить слух, поэтому рекомендуем вам периодически проверять его. Конечно, лучше всего для такой проверки обратиться к специалисту, но если это по каким-то причинам нежелательно, попробуйте следующее. Возьмите тестовый диск, на котором есть записи чистых тонов на разных частотах, но с одинаковым уровнем (таких дисков на самом деле достаточно много). Если на каком-нибудь из тонов вы услышите значительные потери в уровне сигнала, то это вполне достаточный повод для того, чтобы насторожиться и немедленно обратиться к врачу.

2.3. Исследование

Многие дети во всем мире слушают музыку в наушниках, и ребята в нашей школе не исключение. В ходе данной работы мне стало интересно, в каких именно наушниках учащиеся слушают музыку, сколько времени и, что они думают о вреде наушников. Учащимся 9-ых,10-ых и11-ых классов была представлена анкета содержащая пять вопросов. Она представлена ниже. 
1. Пользуетесь ли вы наушниками? (да/нет) 
2. Какими наушниками вы пользуетесь? (вакуумные/капельки/стерео/или другие) 
3. Сколько времени в день вы пользуетесь наушниками? (указать время) 
4. На какой громкости вы слушаете музыку в наушниках? (громко/средне/тихо) 
5. Считаете ли вы, что от использования наушников ваш слух ухудшится? (да/нет)

В опросе приняли участия 53 учащихся, только один из них не пользуется наушниками. После подсчетов, я составила диаграммы, в которых отображаются результаты опроса.

Диаграмма «Пользуетесь ли вы наушниками?»

Диаграмма «На какой громкости вы слушаете музыку в наушниках?»

Диаграмма «Считаете ли вы, что от использования наушников ваш слух ухудшиться?»

Исходя из результатов, я могу сделать вывод, что большинство учащихся слушают музыку в наушниках на средней громкости. Так же смотря на диаграммы можно узнать мнение ребят о вреде наушниках. В этом вопросе мнения разошлись практически поровну. 

2.4. Шум и борьба с ним.

Шум отличается от музыкального тона тем, что не соответствует какая-либо определенная частота колебаний и, следовательно, определенная высота звука. В шуме присутствуют колебания всевозможных частот.

С развитием промышленности и современного транспорта появилась новая проблема – борьба с шумом. Возникло даже новое понятие «шумовое загрязнение» среды обитания. Шум, особенно большой интенсивности, не просто надоедает и утомляет – он может и серьезно подорвать здоровье.

С шумом борются простыми административными мерами: в городах запрещено пользоваться автомобильными сигналами. Отменены полеты самолетов над городами и т.д. Борются с шумами и с помощью технических устройств. Так, все автомобили, тракторы и мотоциклы снабжены глушителями. На пути выхлопных газов сооружают сложный металлический лабиринт с перегородками и отверстиями, в которых звуковая волна теряет энергию. Кто хотя бы раз слышал рев мотоцикла без глушителя. Хорошо представляют себе, насколько успешно глушитель справляется со своей задачей.

Заключение.

Целью данного исследования было рассказать о типах и видах наушников, об их строении и влиянии на слух. Познакомились с характеристикой шума, исследовали его воздействие на здоровье человека, узнали пути ослабления шума, а так же, как нам кажется, сделали самое главное – смогли помочь учащимся нашей школы избежать или уменьшить негативное влияние шума на их здоровье. Поэтому, мы считаем, что нужно больше уделять внимания данной проблеме, так как источников шума много и болезней, которые возникают в результате влияния шума на здоровье человека тоже, а здоровье одно и его нужно беречь!

Литература

Баулан И. За барьером слышимости. – М., 1971.

Датчик звука (микрофон) – VERNIER

Лучшие рефераты по физике стр 198

Перельман Я.И.Занимательная физика

Учебник «Физика 9 класс» Е.М. Гутник, Перышкин А.В.

Учебник «Физика 10 класс» Касьянов В.А. стр 342

Учебник «Физика 11 класс » Мякишев Г.Я. , Сияняков А.З. стр 190

Физика с Vernier ПКГ «Развитие образовательных систем» Москва, 2012

Приложение

1.График звукового давления для камертона после удара по нему

2. График звукового давления для камертона после сильного удара по нему

3.График амплитуды колебания звука в камертоне

4.График амплитуды колебания звука в камертоне после сильного по нему

5.График амплитуды колебания звука для громкой музыки

6.График амплитуды колебания звука для тихой музыки

Таблица 3

Уровни громкости различных звуков4

Уровень громкости

Источник звука

60 дБ

Разговор (на расст.1м)

70 дБ

Кабина автомобиля

80 дБ

Громкая музыка

80 дБ

Улица города

100 дБ

Громкий крик

100 дБ

Проходящий поезд метро

110 дБ

Отбойный молоток

120 дБ

Рок-концерт

140 дБ

Реактивный двигатель самолета

180 дБ

Космическая ракета

Диаграмма «Пользуетесь ли вы наушниками?»

2.Диаграмма «На какой громкости вы слушаете музыку в наушниках?»

3.Диаграмма «Считаете ли вы, что от использования наушников ваш слух ухудшиться?»

1 Учебник Физика 11. Г.Я. Мякишев, А.З. Синяков стр189

2 Рефераты лучшие по физике Ростов-на-Дону «Феникс» 2002 стр199

3 Таблица 24 Учебник Физика 10 В.А. Касьянов стр 344

Просмотров работы: 135