XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние музыки на организм человека с точки зрения физики

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Исангильдин В.А. 1

---

1МБОУ Восточная ООШ БМР РТ

Мустаева Д.Л. 1

---

1МБОУ Восточная ООШ БМР РТ

Работа в формате PDF

75.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Мир, в котором мы живем, на самом деле обладает бесконечным разнообразием звуков. Наш слух погружен в музыкальные и окружающие нас звуки, которые создают уникальную атмосферу и передают различные эмоции. Но что происходит с нами, когда мы слушаем музыку?

Исследования показывают, что музыка оказывает глубокое влияние на наше физическое и эмоциональное состояние. Когда мы слушаем музыку, наш мозг активируется и начинает обрабатывать звуковые волны, превращая их в эмоциональные реакции. Это объясняет, почему определенные мелодии могут вызывать у нас радость, грусть, волнение или спокойствие.

Оказывается, что музыка способна не только повлиять на наши эмоции, но и оказать физиологическое воздействие на организм. Например, ритмичная музыка может ускорить сердечный ритм и повысить артериальное давление, в то время как медленные мелодии могут помочь нам расслабиться и снизить уровень стресса. Это объясняет, почему музыка используется в медицинских целях, например, при лечении пациентов с депрессией, тревожностью или болезнями сердца.

Кроме того, музыка способна стимулировать нашу память и когнитивные функции. Многие из нас помнят, как легко запоминаются слова песен, даже если мы их слушали всего несколько раз. Это связано с тем, что музыка активизирует различные области мозга, связанные с памятью и обработкой информации. Исследования также показали, что дети, занимающиеся музыкой, имеют лучшую память и развитые когнитивные навыки.

Кроме физических и психологических эффектов, музыка также является важной частью нашей культуры и социальной жизни. Она объединяет людей, позволяет нам выразить свои чувства и идеи, а также передать историю и традиции. Музыкальные предпочтения могут отличаться от человека к человеку, и это вполне естественно. Каждый из нас имеет уникальный вкус и предпочтения, которые отражают нашу индивидуальность и личность.

Таким образом, музыка - это не просто набор звуков, а мощный инструмент, который влияет на нас на разных уровнях. Она может вызывать эмоции, влиять на наше физическое состояние, улучшать память и развивать наши когнитивные способности. Без музыки наш мир был бы неполным и лишенным выразительности. Поэтому давайте наслаждаться ею и открывать для себя новые музыкальные горизонты.

Понятие о звуке

Что же такое звук? Звук – это распространяющиеся в упругих средах –газах, жидкостях и твердых телах – механические колебания, воспринимаемые органами слуха.

Рассмотрим примеры, поясняющие физическую сущность звука. Струна музыкального инструмента передает свои колебания окружающим частицам воздуха. Эти колебания будут распространяться все дальше и дальше, а достигнув уха, вызовут колебания барабанной перепонки. Мы услышим звук. Таким образом, то, что мы называем звуком, представляет собой быструю смену чередующихся сжатий и разряжений воздуха. При этом сами частицы воздуха не перемещаются, они только колеблются, попеременно смещаясь в одну и другую сторону на очень небольшие расстояния.

Человеческое ухо способно воспринимать колебания с частотой примерно от 20 до 20 000 колебаний в секунду. Соответственно этому механические колебания с указанными частотами называются звуковыми, или акустическими. Вопросы, которыми занимается акустика, очень разнообразны. Некоторые из них связаны со свойствами и особенностями органов слуха.

Общая акустика изучает вопросы возникновения, распространения и поглощения звука.

Физическая акустика занимается изучением самих звуковых колебаний, а за последние десятилетия охватила и колебания, лежащие за пределами слышимости (ультраакустика). При этом она широко используется разнообразными методами превращения механических колебаний в электрические и обратно.

Электроакустика, или техническая акустика, занимается получением, передачей, приемом и записью звуков при помощи электрических приборов.

Архитектурная акустика изучает распространение звука в помещениях, влияние на звук размеров и формы помещений, свойств материалов, покрывающих стены и т.д.

Музыкальная акустика исследует природу музыкальных звуков, а также музыкальные строи и системы. Мы различаем, например, музыкальные звуки (пение, свист, звон, звучание струн) и шумы (треск, стук, скрип, шипение, гром). Музыкальные звуки более простые, чем шумы.

Гидроакустика занимается изучением явлений, происходящих в водной среде, связанных с излучением, приемом и распространением акустических волн.

Атмосферная акустика изучает звуковые процессы в атмосфере, в частности распространение звуковых волн, условия сверхдальнего распространения звука.

Физиологическая акустика исследует возможности органов слуха, их устройство и действие. Она изучает образование звуков органами речи и восприятие звуков органами слуха, а также вопросы анализа и синтеза речи.

Биологическая акустика рассматривает вопросы звукового и ультразвукового общения животных и изучает механизм локации, которым они пользуются, исследует также проблемы шумов, вибрации и борьбы с ними за оздоровление окружающей среды.

Воздействие частот на организм человека

В настоящее время, в результате скрупулезных опытов доказано, что каждый орган человеческого организма резонирует с определенной частотой колебаний. Приведем резонансы некоторых органов:

• 20-30 Гц (т.е. 20-30 колебаний в секунду) – резонанс головы

• 40-100 Гц – резонанс глаз

• 0.5-13 Гц – резонанс вестибулярного аппарата

• 4-6 Гц – резонанс сердца

• 2-3 Гц – резонанс желудка

• 2-4 Гц – резонанс кишечника

• 6-8 Гц – резонанс почек

• 2-5 Гц – резонанс рук

В исследованиях часто выделяется звуковые колебания с конкретными числовыми значениями частот, которые резонируют с определенным участком мозга.

Например, низкий Бета-ритм частотой 15 Гц представляет нормальное состояние бодрствующего сознания. Альфа-ритм частотой 10,5 Гц вызывает состояние глубокой релаксации. Все аспекты имеют прямое отношение к воздействию музыки на организм человека.

Хотелось бы обратить особое внимание на периодичность повторения (ритм) низких звуков. Каждая новая низкочастотная звуковая волна приносит с собой изменение клеток в зоне попадания звуковой волны. И всё повторяется вновь. Интервал между моментом завершения действия одной низкочастотной звуковой волны и приходом следующей имеет огромное значение. После «отката» звуковой волны телом клетки производится выброс накопленного избытка концентрации этой материи, и состояние клетки возвращается к исходному.

А если новая звуковая волна приходит до того момента,  как клетка ещё не успела вернуться к исходному состоянию? В таком случае звуковая энергия новой волны не позволяет клетке вернуться к исходному состоянию и вынужденно удерживает клетку на этом качественном уровне. Другими словами, периодически повторяющиеся низкочастотные звуки не только провоцируют у человека определённую эмоциональную реакцию, но и в состоянии навязать ему это эмоциональное состояние. Эмоциональные состояния навязываются человеку против его воли, часто даже без понимания с его стороны того, что ему что-то навязывают.

Периодически повторяющиеся низкочастотные звуки в состоянии не только вынужденно удерживать клетку на определённом качественном уровне, но могут вызывать и частичное разрушение её качественных структур. Естественно, это приводит к дестабилизации клетки в целом и частичному разрушению тела клетки, в первую очередь, структур клетки, которые у молодёжи находятся в стадии развития и поэтому легко могут быть разрушены подобным процессом.

Звуковые волны с частотой  6-8 Герц (6-8 биений звуковой волны в секунду), вообще являются оружием. Фронт звуковой волны с данной частотой вызывает такое перераспределение первичных материй при своём прохождении, что вызывает необратимые процессы у высокоорганизованных клеток, которыми являются нейроны мозга. В результате этого возникает перегрузка мозга и нейроны разрушаются,  что в итоге приводит к их смерти…

Характеристики звука и связь между ними

Характеристики звука и их взаимосвязь могут быть разделены на объективные и субъективные. Объективные характеристики звука измеряются с помощью физических приборов и не зависят от восприятия человека. Одна из таких характеристик - частота, которая определяет количество колебаний источника звука за единицу времени. Частота измеряется в герцах (Гц).

Другой объективной характеристикой звука является интенсивность. Она определяет энергетическую характеристику звука и измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м²). Интенсивность звука можно рассматривать как энергию звуковой волны, проходящей через единицу времени и площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

Субъективные характеристики звука связаны с восприятием звука человеком. Одна из таких характеристик - высота тона, которая зависит от частоты колебаний. Высокие звуки соответствуют большей частоте, в то время как низкие звуки имеют меньшую частоту. Например, писк комара соответствует 500-600 взмахам крыльев в секунду, а жужжание шмеля - 220 взмахам. Голосовые связки певцов могут создавать звуки в диапазоне от 80 до 1400 Гц.

Тембр - еще одна субъективная характеристика звука. Он определяется спектральным составом сложного тона и отличает звучание одной и той же ноты, исполняемой на различных музыкальных инструментах или голосами. Тембр придает звуку его характерный оттенок или качество.

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний давления в звуковой волне. Более сильные колебания приводят к более громкому звуку, а слабые колебания - к более тихому звуку. Уровень громкости звука измеряется в децибелах (дБ).

Нормальное человеческое ухо способно воспринимать широкий диапазон интенсивностей звука. От минимальной интенсивности I0 = 10^-12 Вт/м² на частоте 1000 Гц до максимальной интенсивности Imax = 1 Вт/м², которая может вызывать болевые ощущения. Интенсивность звука на пороге слышимости отличается от интенсивности звука на пороге боли на 12 порядков.

Например, при уровне интенсивности около 75 дБ звук воспринимается как громкий. При увеличении интенсивности звука, громкость также увеличивается. Однако, человеческое восприятие громкости нелинейно, и удвоение интенсивности звука не означает удвоение громкости.

Влияние музыки на человека

Для начала подумаем о том, как музыка влияет на человека в плане работы и творчества. Помогает ли музыка человеку сконцентрироваться? И да, и нет! Вообще, чтобы человеку на чем-то сконцентрироваться слушать музыку необязательно, ведь для лучей концентрации хорошо подходит полная тишина. И это касается большинства из нас. Однако некоторым людям в процессе работы, для обдумывания и принятия важных решений необходим какой-нибудь фон. Им звуки музыки помогают не только сосредоточиться, но и повысить умственную работоспособность. И наоборот, воздействие музыки на человека, настраивающегося на работу, а не слушающего ее непосредственно во время работы, в большинстве случаев положительное. И лишь немногие, не придают никакого значения музыке, как чему-то вдохновляющему.

Музыка помогает человеку справиться с трудными жизненными ситуациями. Она способна создать и поддержать нужное настроение. Музыка помогает расслабиться (не удивительно, что после работы некоторые люди, первым делом переступая порог собственного дома, включают любимые композиции), а может наоборот зарядить энергией. По утрам лучше слушать бодрую и ритмичную музыку, она поможет проснуться и заставит вас соскочить с постели в желании изменить свою жизнь к лучшему. Также веселая и энергичная музыка влияет на психику человека и заставляет его сменить грусть на радость, а печаль на оптимизм и жизнелюбие. Спокойная и плавная музыка поможет расслабиться и успокоиться, отвлечься от повседневных забот, уменьшить количество мыслей в голове и сосредоточиться на саморегуляции. Медленная и релаксирующая музыка влияет на человека как снотворное, поэтому если вас мучает бессонница и вы не знаете как быстро уснуть, используйте этот факт. Какое бы настроение вы не хотели задать с помощью музыки важно выбрать те композиции и мелодии, которые вам нравятся, и которые будут ласкать ваш слух. Сила музыки заключается в том, что ее влияние обусловлено психоэмоциональным состоянием человека. Она способна положительно воздействовать и сделать человека счастливее, если будет гармонировать с этим состоянием. В противном случае влияние музыки на человека может оказаться негативным. Что касается стилей и направлений музыки то здесь не все так просто. С одной стороны человек должен слушать ту музыку, которая ему по душе, с другой стороны исследования ученых говорят о том, что различные направления музыки способны воздействовать на физическое и эмоциональное состояние человека по-разному.

Влияние музыки на человека в зависимости от стилей и направлений

Самое всестороннее влияние на человека оказывает классическая музыка. Именно о влиянии классической музыки на человека говорится больше всего. Ученые приписывают классическим произведениям просто чудодейственный эффект. Принято считать, что музыка Моцарта способствует быстрому усваиванию информации и влияет на умственную работоспособность. Снять мигрень помогут «Венгерская рапсодия» Листа, Полонез Огинского и «Фиделио» Бетховена. Лучшим средством от бессонницы считаются пьесы Сибелиуса и Грига, ну конечно Чайковского. Если не знаете, что делать с плохой памятью, вам должно помочь периодическое прослушивание произведений, входящих в цикл «Времена года» Вивальди. Кроме того, классическая музыка – лучшее лекарство при ревматизме. Проведя ряд экспериментов, ученые доказали, что больные, которые слушали музыку, выздоравливали в два раза быстрее, чем те, кто классику не слушал.

Приятная музыка благоприятно действует и на кровь. Любимая мелодия вызывает увеличение в крови лимфоцитов, организму становится легче бороться с болезнями.

Прослушивание классики помогает легкому запоминанию информации. В отличие от классической музыки не рекомендуют долго слушать группы, играющие в стиле рэп, хард-рок и хеви-метал. Хард-рок часто является причиной несознательной агрессии, рэп также пробуждает отрицательные эмоции, а хеви-метал и вовсе может стать причиной психического расстройства. Что касается других жанров: блюз, джаз и регги могут вывести вас из депрессивного состояния; музыка в стиле поп кому-то может поднять настроение, а кому-то испортить; мышечное и нервное напряжение снимет мелодичный рок, а тяжелый рок наоборот введет в ступор. Чтобы понять, какое на вас воздействие оказывает музыка того или иного жанра, следует просто понаблюдать за своими эмоциями и ощущениями. Культурная и национальная принадлежность человека тоже является фактором восприятия той или иной мелодии.

Народная музыка оказывает положительное влияние на человека – она отлично успокаивает, как бы возвращая людей к их историческим корням. Этническая музыка очищает пространство от негативного воздействия и открывает энергетические центры, насыщает биополе человека энергией и нормализует жизненные потоки. Некоторые специалисты убеждены, что не только жанр, ритм и тональность произведения имеют значение, а и то, на каком именно музыкальном инструменте была сыграна мелодия. Звучание отдельно взятого музыкального инструмента влияет на определенный орган человеческого организма.

Исследование влияния звуков разной частоты на людей

Цель: доказать что звуки частотой от 8 до 18 кГц действуют на людей разной возрастной категории не одинаково и выявить закономерность слышимости определённых частот.
Оборудованиеи участники: искусственный источник звука (колонки), секундомер, люди возрастной категории от 5 до 50 лет.
Ход работы: этап 1. Для проведения эксперимента я выбрала место массового скопления людей разной возрастной категории - это очередь в супермаркете. Войдя в место проведения эксперимента, я записала данные о находящихся там людях.

Таблица №1.
Количество людей определённого возраста в местах массового скопления.

Этап 2. Начинаю распространять с помощью колонок, звук частотой 18 кГц. Время распространения во всех опытах равно 20 секундам. При этом люди возрастной категории от 5 до 20 лет начинают явно проявлять негативные эмоции и недовольство, хмуриться и оглядываться в поисках источника звука. Когда я включила звук частотой 8кГц, все люди начали переглядываться, понимая, что им неприятен этот звук.
После завершения опытов я попросила участников эксперимента описать свои ощущения.

Таблица №2.
Область слышимых частот у людей разных возрастов.

Примечания: «+» -слышит
«-» - не слышит

Вывод: звуки частотой 8 кГц воспринимаются людьми в любом возрасте. А главное, чем старше человек, тем меньше верхних звуковых частот он может слышать. К примеру, полицейские в западных странах использовали для того, чтобы разгонять толпы подростков именно таким высокочастотным звуком, который слышат они, но не слышат взрослые. Но впоследствии подростки сумели обратить феномен себе на службу: они ставят на телефон специальный рингтон и могут принимать смс-ки во время уроков, пока учителя ничего не подозревают. Отчасти, с этим связан тот факт, что пожилых людей раздражает тяжелая музыка.

Заключение

В ходе своей научно-практической работы я провел исследование, посвященное взаимодействию звука, музыки и человека с различных точек зрения. Основываясь на физических знаниях, я изучил природу звука и систематизировал информацию об истории развития музыкального искусства. Кроме того, я рассмотрел влияние звука на человека с учетом физиологических факторов и представил интересные факты, которые удалось собрать, благодаря общению с общественностью. Я уверен, что смог достичь поставленных целей в рамках данного проекта.
Резюмируя практическую часть моей работы, мне хотелось бы подчеркнуть, что звуки оказывают всестороннее влияние на человека. Моя рекомендация состоит в том, чтобы вы слушали любимую музыку, которая всегда поможет вам справиться с плохим настроением. Однако, не следует слушать музыку слишком громко и в течение длительного времени, поскольку это может негативно сказаться на слухе. Также не рекомендуется находиться в полной тишине во время выполнения сложных умственных или физических задач. Поверьте, энергичная музыка будет вам только помогать. Рекомендую ученикам не сидеть на переменах в тихих кабинетах, поскольку это может вызвать расслабление и замедление восприятия информации. Лучше прогуляться по школе или разомнуться. Чтобы уменьшить шум в нашей школе, я предлагаю включать музыку на переменах в коридорах. Однако, важно, чтобы она не была быстрая и без слов, а просто приятная мелодия. Вы сами увидите, что музыка задает ритм движения и число бегающих учеников сократится. К тому же, я настоятельно рекомендую верить вчудодейственную эффективность классической музыки и как можно чаще ее слушать.

Список литературы

1. И.Г. Хорбенко. Звук, ультразвук, инфразвук. – Москва.: «Знание», 1985.

2. Журнал «Вестник КАЗГУКИ» №2, 2016.

3. Физика в школе. Научно-методический журнал. № 7, 2005, стр. 74.

4. https://dzen.ru/a/YLjBE84JBQMlNIny

5. Физическая энциклопедия Москва, «Большая Российская Энциклопедия», 1994.