Акустические колебания. Их воздействие на человека

Механич. колебания в упругих средах вы­зывают распространение в этих средах упругих волн, называемых акустич. колебаниями. Энергия от источника колебаний передается час­тицам среды. По мере распространения волны частицы вовлекаются в колебат. движение с час­тотой, равной частоте источника колебаний, и с за­паздыванием по фазе, зависящем от расстояния до источника и от скорости распространения волны. Расстояние между двумя ближайш. частицами среды, колеблющимися в одной фазе, называется длиной волны. Длина волны — это путь, пройден­ный волной за время, равное периоду колебаний.Скорость звука в воздухе при нормальных условиях составляет 330 м/с, в воде около 1400 м/с, в стали порядка 5000 м/с. При восприятии человеком звуки различают по высоте и громкости. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Однако субъек­тивно оцениваемая громкость возрастает гораздо медлен­нее, чем интенсивность звуковых волн. Для сравнит. оценки можно указать, что средний уровень громкости речи составляет 60 дБ, а мотор самолета на расстоянии 25 м производит шум в 120 дБ. Миним. интенсивность звуковой волны, вызывающая ощущение звука, называется поро­гом слышимости. Порог слышимости у разных людей различен и зависит от частоты звука. Интенсивн. звука, при которой ухо начинает ощущать давление и боль, называется порогом бо­левого ощущения. На практике в качестве порога болевого ощущения принята интенсивность звука140 дБ.Шум — совокупность звуков различн. частоты и инт-сти, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормальн. существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, челове­ку нужен шум в 10—20 дБ. Развитие техники и промышленного про­изводства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека. По частотному диапазону шумы подразделяются на низкочастотн. — до 350 Гц среднечастотн. 350—800 Гц и высокочастотн. — выше 800 Гц.

К акустическим колебаниям относят шум, инфразвук и воз­душный ультразвук. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятно воспринимаемый, мешающий человеку звук. Звук - это колебания частиц, которые могут распростра­няться в виде волн в газовой, жидкой и твердой среде.

Звук классифицируют по частному диапазону колебаний. Ес­ли обозначить частоту колебаний частиц среды около своих по­ложений равновесия как/ то можно выделить следующие диапа­зоны звука.

Инфразвук (0 < / < 20 Гц). Инфразвуковые колебания не слышны человеку, но способны оказывать воздействие на организм.

Слышимый звук (20 < f < 20 000 Гц). Воспринимается ухом человека.

Ультразвук (20 000 < / < 1 000 000 Гц). Ультразвуковые волны данного диапазона могут распространяться в воздухе, по­этому они получили название воздушного ультразвука. Воз­душный ультразвук не доступен уху человека, но поглощение энергии ультразвуковых волн организмом оказывает физиологи­ческое воздействие.

Гиперзвук (10⁶ </< 10¹² Гц). Звуковые волны этого диапа­зоны способны распространяться только в жидких и твердых средах. В газовой среде существование волн такой частоты не­возможно. Поскольку длина волны меньше длины свободного пробега атомов и молекул газа, упорядоченные акустические ко­лебания "смазываются" хаотичным тепловым движением атомов и молекул, поэтому не наблюдается распространение колебаний в виде волны. Гиперзвуковой диапазон составляет исключительноконтактный ультразвук, распространяющиеся в жидкостях и твердых телах. Контактный ультразвук относят к вибрациям.

Таким образом, шумом являются только акустические коле­бания в слышимом диапазоне, воспринимаемые ухом человека.

Пространство, в котором распространяется звук, называется звуковым полем. Звуковое поле определяется рядом характеристик.

Звуковая мощность - это количество звуковой энергии, из­лучаемой источником в единицу времени в окружающую среду W, (Вт). Уровень звуковой мощности (УЗМ) определяется сле­дующим образом:

W₀ - пороговая звуковая мощность; W₀ = 10"¹²Вт для частоты 1000 Гц. УЗМ является основной характеристикой источника шума, независящей от условий излучения звука в окружающую среду.

Дата добавления: 2015-04-23