Звук и его воздействие на организм человека

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

Звук и его воздействие на организм человека

Давыдов И.В. 1
1Берёзовское муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей №7» имени А.А. Лагуткина
Леонова М.В. 1
1Берёзовское муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей №7» имени А.А. Лагуткина
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Одной бессонной ночью меня не покидала мысль о том, почему когда что-то падает или кто-то говорит, мы слышим все это, а почему когда падает, к примеру, кирпич, то мы воспринимаем один звук, а когда фанера – другой?

Актуальность и проблема изучаемого вопроса.

В наше время мы все чаще сталкиваемся с неизведанным и, не понимая и не изучая неизвестное, мы можем навредить своему здоровью. В век цифровых технологий чаще всего страдают не только наши глаза, но и уши: мы порой не замечаем, как проводим часами в наушниках с громкой музыкой. В мегаполисе мы постоянно слышим шум от двигателей наземного транспорта, который может создавать давление до 85 дБ (децибел), что, в свою очередь, при долгом воздействии может привести к непоправимым последствиям в организме человека. Именно разумное отношение к своему слуху смолоду я считаю актуальным при исследовании данного вопроса.

Проведя контент-анализ по изучаемому вопросу, я осознал, насколько важно беречь свое здоровье, будучи еще подростком, грамотно управлять им.

Цель исследовательского проекта: изучить влияние звуков на человека и окружающую его среду.

Для достижения цели я сформулировал задачи:

  1. Изучить литературу по выбранной теме, провести контент-анализ;

  2. Провести опыты, которые позволяют понять, как может повлиять звук на человека;

  3. Разработать памятку по сохранению слуха у подростков

  4. Создать плейлист, который поможет юному любителю громкой музыки грамотно ее слушать.

В исследовательском проекте мною определены:

объект исследования: воздействие на организм человека внешних факторов (шум, свет, электромагнитные волны и т.д.);

предмет исследования: звук и его воздействие на организм человека.

Мною выдвинута рабочая гипотеза: если я изучу факторы влияния внешних факторов на человеческий организм, то смогу составить рекомендации для своих сверстников о сохранении важнейшего органа человека - уши, которые позволяют получать любую информацию из окружающего нас мира.

В работе мною использованы следующие методы исследования:

1. анализ специальной литературы и интернет-ресурсов по данному вопросу; анкетирование;

2. моделирование;

3. проектирование, опыты;

4. анализ, синтез.

Новизна исследовательского проекта является не столько субъективной, сколько объективной, потому что я впервые задумался не только над тем, как работает слух человека, но и как его сберечь мне и моим сверстникам на долгие-долгие годы. Я создал плейлист, который, думаю, буден востребован и моими одноклассниками, в том числе и меломанами, любителями слушать громкую музыку.

Проект выполняется по решению научного общества обучающихся «Горизонты открытий» БМАОУ «Лицей №7» имени А.А. Лагуткина для использования материала на уроках естествознания, химии и физики, в том числе и в начальной школе.

Основная часть

1. Теоретическая часть

1.1. Обзор литературы.

По выбранной и сформулированной мной теме «Звук и его воздействие на организм человека (или почему мы слышим?)», я изучил множество источников и выделил основные моменты, изучил терминологию:

А) Раздел физики «Акустика». Что такое звуковая волна. Звук.

Акустика – наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы, связанные с его возникновением, распространением, восприятием и воздействием. Акустика является одним из направлений физики (механики), исследующих упругие колебания и волны от самых низких до высоких частот.

Звук – физическое явление, представляющее собой распространение упругих волн в газообразной, жидкой или твердой среде. В узком смысле под звуком имеют в виду эти волны, рассматриваемые в связи с тем, как они воспринимаются органами чувств человека или животных. Человек воспринимает звук от 30 Герц до 30 килоГерц. В некоторых источниках обозначен диапазон от 20 Гц до 20 кГц. Это говорит о том, что четкой границы звуковых волн нет. Это зависит от качества слуха уха того или иного человека. Единица измерения звукового давления в СИ – Децибел(дБ).

Если сравнивать звук с волной на поверхности воды, то может оказаться у них много общего, например, звук тоже является механической волной, которая распространяется в упругой среде (твердая, жидкая, газообразная). В вакууме ни та, ни другая волна не распространяется, потому что вакуум – отсутствие всякой среды. В том и другом случаях – скорость распространения волн определяется по одной и той же формуле. Звук - продольная волна.

Я представил текстовую информацию в виде графиков и рисунков (рис.1).

Рис. 1. Звуковые колебания и волны.

Б) Я рассмотрел влияние звуков на слух человека. И тут важно помнить, что звуки, уровень громкости которых превосходит 85 дБ, вызывают постепенную потерю слуха. Один и тот же эффект от нее может быть вызван разными способами. Например, длительное воздействие в 110 дБ на уши человека сравнимо с громкостью примерно в 140 дБ за 1 минуту. По этой причине продолжительное прослушивание музыки через наушники вполне возможно сравнить с ревом низко пролетающего самолета.

Но звуки могут быть и полезные и ими даже лечат. Звукотерапия - метод лечения звуком. Ученые открыли, что при воздействии звуками на организм человека, будь то красивая музыка, пение птиц, колокольный звон и другие звуки происходит явление биорезонанса, а не только эмоциональное воздействие, как думали ранее. Громкие и агрессивные звуки негативно действуют на внутренние ритмы организма и негативно влияют на работу органов.

В) Музыка влияет на человека, она способна успокоить и поднять настроение, звуки способны исцелять. Звукотерапия – интересное, но малоизученное направление в медицине. Именно поэтому я считаю необходимым создать сборник музыки, которая будет оказывать положительный эффект.

1.2. Строение уха

И все-таки, а почему же мы слышим? Для этого нам необходимо разобраться с прибором, которая создала природа: УХО. Все очень просто: ухо работает по принципу приемника. Различают наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное воспринимает звуковые колебания, которые усиливаются средним ухом, а внутреннее впоследствии передает импульсы в мозг.

Механизм слуха представляет собой действие слухового анализатора. Слуховой анализатор имеет сложное строение. Наружное ухо является внешним отделом анализатора. Оно состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода и представляет собой изогнутый канал от 2.5 до 3 см длиной. Ушная раковина образована эластичным хрящом и обладает способностью сужаться. Она переходит в наружный слуховой проход и заканчивается на внешней поверхности барабанной перепонки. У наружного уха две функции: улавливать звуковые волны и затем проводить их к барабанной перепонке, защита слухового прохода от грязи и пыли. Последняя функция возможна за счет сложного строения ушной раковины. Также у уха есть бинауральный эффект.

Ухо человека способно определять источник звукового сигнала, его размеры и удаленность. Эта способность называется бинауральным эффектом. Чем ближе к уху расположен источник звука, тем быстрее он попадет в ухо, т.е. тем меньшее преодолеет расстояние. Расстояние между ушами составляет примерно 21 см, и звук, попадающий в оба уха, отличается по силе колебаний и по времени получения звукового сигнала каждым ухом. Так как звуки воспринимаются ухом объемно, бинауральный эффект позволяет выделить какой-то определенный источник звука среди нескольких, а также его угловое перемещение в горизонтальной плоскости, и это возможно даже при сильном шуме. Точность определения перемещения звукового источника достигает 4°.

1.3. Как воспринимает колебания звуковой частоты ухо человека? (физические и физиологические характеристики звука).

Также были рассмотрены такие понятия как бас. Чтобы понять, как звучат низкие и высокие частоты я подошел к пианино. Нажал самую левую клавишу на клавиатуре. Звук был низкой частоты. Потом нажал самую правую – звук был высокой частоты. Бас – это обычно ритмическая партия в музыке, играемая на низких частотах, придающая музыке объём.

Звуковая волна, как и любая другая, имеет две главные характеристики – амплитуда и частота. Если к поплавку на озере привязать карандаш и устроить так, чтобы он чертил на движущейся бумаге свою траекторию (как кардиометр или сейсмограф), то получится синусоида.

То, с какой скоростью поплавок колеблется вверх-вниз, и будет частотой. Чем больше полных колебаний в секунду совершит поплавок, тем выше частота. Она измеряется в герцах (Гц, Hz).Низкие частоты (НЧ) – до 500 Гц. По-другому называется бас, его воспроизводит специальный низкочастотный динамик – сабвуфер, устанавливаемый обычно сзади машины. В нижнем пределе (40-120 Гц) именно он заставляет все кругом гудеть и вибрировать. Громкость же звука (физиологическая характеристика) зависит от амплитуды колебаний механической волны.

На рисунке 2 представлены графики звуковой волны, отличающиеся частотой колебаний (физическая характеристика). Ухом воспринимается как разная высота звука (физиологическая характеристика). На верхнем графике – низкая частота, на нижнем – высокая частота звука.

Рис. 2. Разные по высоте звуки, воспринимаемые ухом, отличаются частотой колебаний

1.4. Влияние музыки на человека

Из глубокой древности пришло к нам знание о воздействии различных музыкальных ладов на настроение человека. Так с помощью александрийского лада помогали создать торжественный настрой, индийский лад способствовал гармонизации организма и сознания человека, а фригийский был незаменим в военном деле. Наиболее глубокое воздействие музыка оказывает на тех, кто подготовлен к ее восприятию.

Активное внимательное прослушивание гармоничных музыкальных произведений позволяет эффективно возвысить сознание, ощутить вдохновение и, вместе с тем, существенно способствует нашему здоровью. В давние времена определенные ритмы, созвучия использовали как анестезирующее средство. В настоящее время этим методом обезболивания пользуются в некоторых стоматологических клиниках.

Музыку используют во врачебной практике голландские акушеры, в некоторых родильных домах Одессы. Красивая музыка стимулирует интеллектуальную деятельность, дарит вдохновением. Многие писатели и поэты сочиняли свои произведения во время или после прослушивания музыки.

Механизм воздействия музыки в конце XIX века исследовал И.Р.Тарханов, ученик выдающегося русского физиолога И.М.Сеченова. В 1893 году он опубликовал в Петербурге статью «О влиянии музыки на человеческий организм», в которой обратил внимание на то, что только гармоничная благозвучная музыка положительно влияет на функционирование сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной систем. Он подчеркивал, что красивая музыка способствует увеличению работоспособности и снятию напряжения. Оказалось также, что на человека с одинаковой силой воздействует как непосредственно звучащая музыка, так и музыка, звучащая внутри, мысленно или как принято говорить «пение про себя».

Улучшение кровообращения вызывают звуки кларнета и флейты-пиккало. Приведу примеры, которые произвели на меня неизгладимое впечатление. С особым восторгом я испытал на своем организме некоторые из произведений, это действительно так, хотя никаких замеров (давление, пульс, температура тела, насыщение крови кислородом (сатурация) я не производил! По всей видимости, практическую часть своего исследования я проведу в контрольной группе с замерами до и после прослушивания классических произведений. Результаты моих экспериментов по прослушиванию музыки в течение 15 минут в том, что я отдохнул, повысилось настроение, я с удовольствием принялся за выполнение домашнего задания.

Специалисты провели эксперименты на своих подопечных, исследуя самочувствие после прослушивания музыки с помощью приборов, отмечая следующее:

  • Нормализуют давление и сердечную деятельность негромкие, спокойные мелодии струнных инструментов и «Свадебный марш» Ф. Мендельсона.

  • Уменьшить тревожность, выйти из стрессового состояния помогают мажорные небыстрые мелодии этнических композиций, симфонии Чайковского, рапсодии Листа, «Вальсы» и «Мазурка» Шопена, «Мелодии» Рубинштейна.

  • Успокоение и снятие нервного напряжения, расслабление дают звуки флейты, игра на скрипке или фортепиано, звуки природы, полезны классические произведения: Дебюсси «Свет луны», «Ноктюрн соль-минор» Шопена, «Симфония №6» Бетховена, «Аве Мария» Шуберта, «Колыбельная» Брамса.

  • Для улучшения общего самочувствия, поднятие жизненного тонуса необходимы маршевые мелодии, оказывающие мобилизующее действие, ускоряющие сердечный ритм. Например, из классики: 3-я часть «Шестой симфонии» Чайковского, «Увертюра Эдмонд» Шопена, «Венгерская рапсодия 2» Листа.

Источник звука

Громкость, дБ

Тиканье ручных часов

10

Тихий шепот, шелест листьев

20

Обычная речь

60

Громкая речь

80

Голос певца

100

Отбойный молоток

110

Рок-концерт

120

Таблица 1. Примерная громкость звука различных источников.

Громкость, равную 120 дБ называют болевым порогом. При достижении этого уровня возникают болезненные ощущения. А при длительном воздействии такого звука происходит необратимое ухудшение слуха: человек уже никогда не сможет услышать шелест листы!

Ниже приведен рисунок 3, на котором представлена шкала громкости различных видов шумов и звуков, и как она влияет на человека.

2. Практическая часть

2.1. Опыты в физической и домашней лабораториях

А) Опыт с камертоном,

Б) Опыт с голосовыми связками испытуемых,

В) Опыт в домашней лаборатории.

Условие опыта. Я принял решение проводить опыт в данном формате: два добровольца (испытуемые: мама и старшая сестра) надевают наушники и на протяжении 5 минут слушают музыку разного формата. Так первый участник слушает музыку агрессивную, резкую и громкую, а второй - спокойную, рекомендованную врачами и специалистами в этой сфере, далее я опрашиваю их ощущения и меняю их местами, параллельно наблюдая за их поведением эмоциями, делаю фотографии. После второго этапа я также их опрашиваю.

Я выбрал именно этот формат т.к при проведении опыта я могу наглядно просмотреть влияние той или иной музыки на эмоции человека.

Описание визуальных наблюдений у испытуемых.

После прослушивания трека более резкого формата я заметил у испытуемых сосредоточенность, хмурость и не заметил улыбки, которая не покидала их до прослушивания резких треков. По итогу первой части опыта я спросил ощущения, эмоции и настроение. Меня не удивило, что их уши были в болезненном состоянии, что было обосновано большим количеством низких частот (басов). Участники опыта не показывали эмоций, но по их словам они были мотивированы на то, чтобы начать интенсивно тренироваться.

После прослушивания спокойной мелодии на том же уровне громкости у участников на лице появились улыбки наслаждения, они задумались о жизни и представляли рай на земле, но по их словам уши уже не болели, хотя громкость была неизменна.

Сначала я не сильно верил в сказанное участниками домашнего эксперимента и для наглядности решил провести аналогичный эксперимент на себе, взяв на себя роль испытуемого. После проведения эксперимента я был в шоке, потому что уши и вправду не болели после спокойной музыки, а после резкой, наполненной низкими частотами я чувствовал дискомфорт.

2.2. Анкетирование

Следующий этап практической работы заключался в том, что я провел опрос среди активных слушателей музыки в моем окружении. Вопросы анкетирования:

1. Какую музыку вы слушаете для душевного спокойствия, гармонии.

2. Какая музыка вас раздражает.

3. Какую музыку слушают ваши взрослые члены семьи (старшие братья-сестры, мама-папа, бабушка-дедушка)

Цель этого опроса заключается в том, чтобы создать собственный сборник полезной музыки для разных поколений моей семьи и родственников.

2.3. Создание «Памятка для меломана (свод правил для сохранения слуха)»

Далее я изучил основные причины негативного влияния на слух подростка и юношества, создал перечень правил, которые поместил в «Памятку для меломана». Я рекомендую соблюдать предложенный мной свод правил для профилактики и долгого сохранения хорошего слуха.Призыв в этой памятке я выбрал следующий: «Профилактика нарушений слуха начинается с простых правил!!!»

«Памятка для меломана. И не только.»

Профилактика нарушений слуха начинается с простых правил!!

  • Своевременно лечите ЛОР-заболевания. Это утверждение особенно актуально для детей дошкольного возраста, ведь именно они подвержены отитам. Ушные инфекции чаще всего носят бактериальный характер и требуют компетентного и своевременного лечения. Поэтому никаких бабушкиных рецептов! Кроме того, некоторые инфекционные заболевания, такие как коклюш, корь, свинка, могут вызвать осложнения в виде потери слуха.

  • Избегайте шумных мест. К ним можно смело отнести концерты, бары, дискотеки, а также многие кафе и рестораны, где для того, чтобы услышать собеседника, приходится значительно повышать голос. Старайтесь не находиться в подобных заведениях слишком долго, и выбирайте место подальше от звукоусилителей.

  • Пользуйтесь средствами защиты от шума (для профилактики нарушений слуха). Все, что больше 85 дБ – слишком громко. Если ваша работа связана с повышенным уровнем шума, как например, у металлургов, военных или авиаторов, всегда пользуйтесь средствами индивидуальной защиты. Даже обыкновенные беруши способны дать вашим ушам небольшую передышку. О том, какие звуки являются для нас слишком громкими, можно прочитать здесь.

  • Не злоупотребляйте наушниками. Любая модель без труда выдает громкость порядка 160 дБ, что в два раза превышает порог, за которым рекомендуется использовать специальные средства защиты. Звук от наушников (особенно внутриканальных) поступает непосредственно внутрь уха, воздействуя на незащищенную барабанную перепонку. В результате снижается порог слуховой чувствительности и со временем могут возникнуть проблемы со слухом.

  • Держите уровень громкости насколько возможно низким. Телевизор, радио, магнитола в автомобиле являются не только трансляторами приятных слуху звуков, но и источниками шума. Не стоит злоупотреблять громкостью, особенно в автомобиле, где магнитола старается «перекричать» шум мотора.

  • Избегайте попадания в ушной проход инородных тел. А также бережно очищайте уши от излишков серы. Сегодня врачи рекомендуют НЕ пользоваться ватными палочками, которые не только не вычищают серу из ушного прохода, но и проталкивают ее вглубь, повышая риск ушных инфекций. Вместо этого промывайте уши водой. Запомните эти правила сами и научите своих детей бережно распоряжаться драгоценным даром слуха!

  • Слушайте музыку в моем плейлисте: https://music.yandex.ru/users/ghooldobriy/playlists/1000

2.4. Результаты исследования и их обсуждение. Ссылка на Плейлист.

По результатам моего эксперимента я пришел к выводу, что музыка может влиять на настроение, эмоции человека, но, самое главное, я еще раз убедился в том, что современная музыка может негативно влиять на здоровье человека. Поэтому я создал собственный плейлист, песни в котором я собирал от участников опроса – любителей музыки. Ссылка на плейлист: https://music.yandex.ru/users/ghooldobriy/playlists/1000

Напоминаю о том, что ВОЗ рекомендует уровень громкости не более 70 децибел. Прослушивание звуков на уровне 85 децибел длительностью 80 минут ежедневно в перспективе приведёт с тугоухости. Одним из ранних признаков снижения слуха может быть состояние, когда в шумной обстановке вы слышите голоса, но разобрать слова не можете. В результате исследования проведенного американскими учеными было выяснено, что детские наушники при проигрывании треков популярных среди молодежи создавали давление на уши до 115 дБ. Именно поэтому лучше всего слушать музыку менее чем на 75% громкости. В памятке я выделил основные правила по сохранению слуха.

Заключение

В результате проведения исследовательской работы я выполнил все поставленные мной задачи, которые позволили достичь цели исследования, а именно: изучил литературу по теме, провел контент-анализ, успешно провел опыты над испытуемыми-добровольцами.

Нашел ответы на интересующие меня вопросы по выбранной теме, собрал «Памятку для меломана. И не только», выполнение правил которой положительно будет влияет на любого человека. Да и призыв для выполнения правил действенный: «Профилактика нарушений слуха начинается с простых правил!!!».

Создал собственный плейлист, песни и музыку в котором я собирал от участников опроса – любителей музыки. Ссылка на плейлист: https://music.yandex.ru/users/ghooldobriy/playlists/1000

Ознакомил с темой свое ближнее окружение: семью и родственников

В ходе работы я научился сосредоточенно работать над текстом книги и интернет-источниками, а также узнал много нового для себя в сфере компьютерных технологий и акустике.

Список использованной литературы и интернет-источников

  1. Мир знаний. В.И Рыдник. О Современной акустике.

  2. https://club.dns-shop.ru/blog/t-156-naushniki-i-garnituryi/56077-vosproizvedenie-zvuka-i-muzyiki-kakie-chastotyi-ispolzuut-i-zachem/?utm_referrer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

  3. https://yandex.ru/q/question/chto_takoe_v_muzyke_nizkie_vysokie_basy_i_f6b490a3/

  4. https://www.azvuk.ua/newsone/289#:

  5. https://www.audiomania.ru/content/art-4860.html

  6. https://volozhincrb.by/informatsiya/informatsionnaya-strategiya-zozh/612-6-pravil-zdorovogo-slukha-kak-sokhranit-slukh-na-dolgie-gody

  7. https://www.radugazvukov.kz/articles/kak-okruzhayushchie-zvuki-vliyayut-na-nash-slukh/

  8. https://rosuchebnik.ru/material/vliyanie-akusticheskikh-yavleniy-na-zdorove-cheloveka-7408/;

  9. http://www.otoskop.ru/rus/terminy-i-opredeleniya/decibel/ ;

  10. https://www.sluh-center.ru/poleznoe/item/kak-my-slyshim/ ;

Приложение.

Памятка по сохранению слуха

Правила, которые помогут сохранить слух

  1. Своевременно лечите ЛОР-заболевания. Это утверждение особенно актуально для детей дошкольного возраста, ведь именно они подвержены отитам. Ушные инфекции чаще всего носят бактериальный характер и требуют компетентного и своевременного лечения. Поэтому никаких бабушкиных рецептов! Кроме того, некоторые инфекционные заболевания, такие как коклюш, корь, свинка, могут вызвать осложнения в виде потери слуха.

  2. Избегайте шумных мест. К ним можно смело отнести концерты, бары, дискотеки, а также многие кафе и рестораны, где для того, чтобы услышать собеседника, приходится значительно повышать голос. Старайтесь не находиться в подобных заведениях слишком долго, и выбирайте место подальше от звукоусилителей.

  3. Для профилактики нарушений слуха, пользуйтесь средствами защиты от шума. Все, что больше 85 дБ – слишком громко. Если ваша работа связана с повышенным уровнем шума, как например, у металлургов, военных или авиаторов, всегда пользуйтесь средствами индивидуальной защиты. Даже обыкновенные беруши способны дать вашим ушам небольшую передышку. О том, какие звуки являются для нас слишком громкими, можно прочитать здесь.

  4. Не злоупотребляйте наушниками. Любая модель без труда выдает громкость порядка 160 дБ, что в два раза превышает порог, за которым рекомендуется использовать специальные средства защиты. Звук от наушников (особенно внутриканальных) поступает непосредственно внутрь уха, воздействуя на незащищенную барабанную перепонку. В результате снижается порог слуховой чувствительности и со временем могут возникнуть проблемы со слухом.

  5. Держите уровень громкости насколько возможно низким. Телевизор, радио, магнитола в автомобиле являются не только трансляторами приятных слуху звуков, но и источниками шума. Не стоит злоупотреблять громкостью, особенно в автомобиле, где магнитола старается «перекричать» шум мотора.

  6. Избегайте попадания в ушной проход инородных тел. А также бережно очищайте уши от излишков серы. Сегодня врачи рекомендуют НЕ пользоваться ватными палочками, которые не только не вычищают серу из ушного прохода, но и проталкивают ее вглубь, повышая риск ушных инфекций. Вместо этого промывайте уши водой. Запомните эти правила сами и научите своих детей бережно распоряжаться драгоценным даром слуха!

  7. Профилактика нарушений слуха начинается с простых правил.

  8. Слушайте музыку в моем плейлисте: https://music.yandex.ru/users/ghooldobriy/playlists/1000

Просмотров работы: 60