Zvučni valovi koje percipira ljudsko uho. Zvučna percepcija

Ljudski sluh

Sluh- sposobnost bioloških organizama da zvukove percipiraju slušnim organima; posebna funkcija slušnog aparata pobuđena zvučnim vibracijama okoliš, na primjer zrak ili voda. Jedan od bioloških osjeta daljine, koji se naziva i akustična percepcija. Omogućuje ga slušni senzorni sustav.

Ljudski sluh sposoban je čuti zvuk u rasponu od 16 Hz do 22 kHz kada se vibracije prenose kroz zrak, i do 220 kHz kada se zvuk prenosi kroz kosti lubanje. Ovi valovi imaju važno biološko značenje, na primjer, zvučni valovi u rasponu od 300-4000 Hz odgovaraju ljudskom glasu. Zvukovi iznad 20 000 Hz su od male praktične važnosti jer brzo usporavaju; vibracije ispod 60 Hz percipiraju se osjetilom vibracija. Raspon frekvencija koje osoba može čuti naziva se slušni ili zvučni raspon; više frekvencije nazivaju se ultrazvuk, a niže frekvencije infrazvuk.

Sposobnost razlikovanja zvučnih frekvencija uvelike ovisi o konkretna osoba: njegova dob, spol, nasljeđe, sklonost bolestima organa sluha, trening i umor sluha. Neki ljudi mogu percipirati zvukove relativno visokih frekvencija - do 22 kHz, a možda i više.
Kod ljudi, kao i kod većine sisavaca, organ sluha je uho. Kod niza životinja, slušna percepcija se provodi kombinacijom različitih organa, koji se u strukturi mogu značajno razlikovati od uha sisavaca. Neke životinje mogu osjetiti akustične vibracije koje ljudi ne čuju (ultrazvuk ili infrazvuk). Šišmiši Tijekom leta koriste ultrazvuk za eholokaciju. Psi mogu čuti ultrazvuk, na što djeluju tihe zviždaljke. Postoje dokazi da kitovi i slonovi mogu koristiti infrazvuk za komunikaciju.
Osoba može razlikovati nekoliko zvukova u isto vrijeme zbog činjenice da u pužnici može biti nekoliko stojećih valova u isto vrijeme.

Mehanizam rada slušnog sustava:

Zvučni signal bilo koje prirode može se opisati određenim skupom fizičkih karakteristika:
frekvencija, intenzitet, trajanje, vremenska struktura, spektar itd.

Oni odgovaraju određenim subjektivnim osjećajima koji nastaju kada slušni sustav percipira zvukove: glasnoća, visina, boja, otkucaji, konsonancija-disonanca, maskiranje, lokalizacija-stereo efekt itd.
Slušni osjećaji povezani su s fizičke karakteristike dvosmislen i nelinearan, na primjer, glasnoća ovisi o intenzitetu zvuka, njegovoj frekvenciji, spektru itd. Još u prošlom stoljeću ustanovljen je Fechnerov zakon koji je potvrdio da je ovaj odnos nelinearan: “Osjeti
proporcionalni su omjeru logaritama podražaja." Na primjer, osjećaji promjene volumena prvenstveno su povezani s promjenom logaritma intenziteta, visine - s promjenom logaritma frekvencije itd.

On uz pomoć slušnog sustava i radom viših dijelova mozga prepoznaje sve zvučne informacije koje čovjek prima iz vanjskog svijeta (to je otprilike 25% ukupnog broja), prevodi ih u svijet svojih osjeta. , te donosi odluke o tome kako na to reagirati.
Prije nego počnemo proučavati problem kako slušni sustav percipira visinu, ukratko se zadržimo na mehanizmu rada slušnog sustava.
Mnogi novi i vrlo zanimljivi rezultati sada su dobiveni u tom smjeru.
Slušni sustav je svojevrsni prijemnik informacija i sastoji se od perifernog dijela i viših dijelova slušnog sustava. Najviše proučavani procesi transformacije zvučnih signala u perifernom dijelu slušni analizator.

Periferni dio

Ovo je akustična antena koja prima, lokalizira, fokusira i pojačava zvučni signal;
- mikrofon;
- analizator frekvencije i vremena;
- analogno-digitalni pretvarač koji analogni signal pretvara u binarne živčane impulse - električna pražnjenja.

Opći prikaz perifernog slušnog sustava prikazan je na prvoj slici. Obično se periferni slušni sustav dijeli na tri dijela: vanjsko, srednje i unutarnje uho.

Vanjsko uho sastoji se od ušne školjke i zvukovoda, koji završava tankom membranom koja se naziva bubnjić.
Vanjske uši i glava sastavni su dijelovi vanjske akustične antene koja povezuje (usklađuje) bubnjić s vanjskim zvučnim poljem.
Glavne funkcije vanjskog uha su binauralna (prostorna) percepcija, lokalizacija izvora zvuka i pojačanje zvučne energije, osobito u područjima srednje i visoke frekvencije.

Slušni kanal Riječ je o zakrivljenoj cilindričnoj cijevi duljine 22,5 mm, koja ima prvu rezonantnu frekvenciju od oko 2,6 kHz, pa u tom frekvencijskom području znatno pojačava zvučni signal, a tu se nalazi područje maksimalne osjetljivosti sluha.

Bubnjić - tanki film debljine 74 mikrona, ima oblik stošca, s vrhom okrenutim prema srednjem uhu.
Na niskim frekvencijama kreće se poput klipa, na višim frekvencijama formira složeni sustav čvornih linija, što je također važno za pojačavanje zvuka.

Srednje uho- šupljina ispunjena zrakom povezana s nazofarinksom Eustahijevom cijevi radi izjednačavanja atmosferskog tlaka.
Kada se atmosferski tlak promijeni, zrak može ući ili izaći iz srednjeg uha, tako da bubnjić ne reagira na spore promjene statičkog tlaka - spuštanje i podizanje itd. U srednjem uhu nalaze se tri male slušne koščice:
malleus, incus i stapes.
Malleus je jednim krajem pričvršćen za bubnjić, a drugim dolazi u kontakt s inkusom koji je malim ligamentom povezan sa stremenom. Baza stapesa povezana je s ovalnim prozorom u unutarnjem uhu.

Srednje uho obavlja sljedeće funkcije:
usklađivanje impedancije zračnog okruženja s tekućim okruženjem pužnice unutarnjeg uha; obrana od glasni zvukovi(akustični refleks); pojačanje (mehanizam poluge), zahvaljujući kojem se zvučni tlak koji se prenosi u unutarnje uho pojačava za gotovo 38 dB u odnosu na onaj koji pogađa bubnjić.

Unutarnje uho nalazi se u labirintu kanala u temporalnoj kosti, a uključuje organ za ravnotežu (vestibularni aparat) i pužnicu.

Puž(pužnica) ima veliku ulogu u slušnoj percepciji. To je cijev promjenjivog presjeka, triput smotana poput zmijskog repa. U rasklopljenom stanju dugačak je 3,5 cm.Iznutra puž ima izuzetno složenu strukturu. Po cijeloj dužini podijeljena je dvjema membranama u tri šupljine: predvorje skale, šupljinu medijanu i šupljinu timpani.

Transformacija mehaničkih vibracija membrane u diskretne električne impulse živčanih vlakana događa se u Cortijevom organu. Kada bazilarna membrana vibrira, trepetljike na stanicama dlačica se savijaju i to stvara električni potencijal, koji uzrokuje protok električnih živčanih impulsa koji nose cijelu potrebne informacije o zvučnom signalu koji prima mozak za daljnju obradu i odgovor.

Viši dijelovi slušnog sustava (uključujući slušni korteks) mogu se smatrati logičkim procesorom koji identificira (dekodira) korisne zvučne signale na pozadini buke, grupira ih prema određenim karakteristikama, uspoređuje ih sa slikama u memoriji, određuje njihove vrijednost informacija i donosi odluke o akcijama odgovora.

Pojam zvuka i buke. Snaga zvuka.

Zvuk je fizikalna pojava koja predstavlja širenje mehaničkih vibracija u obliku elastičnih valova u čvrstom, tekućem ili plinovitom mediju. Kao i svaki val, zvuk karakterizira amplituda i frekvencijski spektar. Amplituda zvučnog vala je razlika između najveće i najniže vrijednosti gustoće. Frekvencija zvuka je broj vibracija zraka u sekundi. Frekvencija se mjeri u hercima (Hz).

Valove različitih frekvencija percipiramo kao zvuk različite visine. Zvuk frekvencije ispod 16 – 20 Hz (raspon ljudskog sluha) naziva se infrazvuk; od 15 – 20 kHz do 1 GHz, – ultrazvuk, od 1 GHz – hiperzvuk. Među zvukovima koji se čuju su fonetski zvukovi (zvukovi govora i fonemi koji čine govorni jezik) i glazbeni zvukovi (zvukovi koji čine glazbu). Glazbeni zvukovi ne sadrže jedan, već nekoliko tonova, a ponekad i komponente buke u širokom rasponu frekvencija.

Buka je vrsta zvuka koju ljudi doživljavaju kao neugodnu, uznemirujuću ili čak izazovnu bolne senzacije faktor koji stvara akustičnu nelagodu.

Za kvantificiranje zvuka koriste se prosječni parametri, određeni na temelju statističkih zakona. Intenzitet zvuka je zastarjeli izraz koji opisuje veličinu sličnu, ali ne i identičnu jačini zvuka. Ovisi o valnoj duljini. Jedinica mjerenja intenziteta zvuka - bel (B). Razina zvuka češće Ukupno mjereno u decibelima (ovo je 0,1B). Sluh osobe može otkriti razliku u razini glasnoće od približno 1 dB.

Za mjerenje akustične buke Stephen Orfield osnovao je Orfieldov laboratorij u južnom Minneapolisu. Za postizanje iznimne tišine u prostoriji se koriste akustične platforme od stakloplastike debljine metar, dvostruki zidovi od izoliranog čelika i beton debljine 30 cm.Soba blokira 99,99 posto vanjskih zvukova i apsorbira unutarnje. Ovu kameru koriste mnogi proizvođači za testiranje glasnoće svojih proizvoda kao što su srčani zalisci, zvuk zaslona mobitel, zvuk prekidača na kontrolnoj ploči automobila. Također se koristi za određivanje kvalitete zvuka.

Zvukovi različite jačine imaju različite učinke na ljudsko tijelo. Tako Zvuk do 40 dB djeluje umirujuće. Izloženost zvuku od 60-90 dB izaziva osjećaj iritacije, umora i glavobolju. Zvuk jačine 95-110 dB postupno uzrokuje slabljenje sluha, neuropsihički stres i razne bolesti. Zvuk od 114 dB uzrokuje zvučnu opijenost poput alkoholna opijenost, remeti san, uništava psihu i dovodi do gluhoće.

U Rusiji vrijede sanitarni standardi dopuštena razina buke, gdje su maksimalne vrijednosti razine buke dane za različite teritorije i uvjete ljudske prisutnosti:

· na području mikrodistrikta 45-55 dB;

· u školskim učionicama 40-45 dB;

· bolnice 35-40 dB;

· u industriji 65-70 dB.

Noću (23:00-7:00) razina buke trebala bi biti 10 dB niža.

Primjeri jačine zvuka u decibelima:

· Šuštanje lišća: 10

· Stambena površina: 40

· Razgovor: 40–45

· Ured: 50–60

· Buka trgovine: 60

TV, vrištanje, smijeh na udaljenosti od 1 m: 70–75

· Ulica: 70–80

Tvornica (teška industrija): 70–110

· Motorna pila: 100

· Mlazno lansiranje: 120–130

· Disko buka: 175

Ljudska percepcija zvukova

Sluh je sposobnost bioloških organizama da svojim slušnim organima percipiraju zvukove. Podrijetlo zvuka temelji se na mehaničkim vibracijama elastična tijela. U sloju zraka neposredno uz površinu oscilirajućeg tijela dolazi do kondenzacije (kompresije) i razrijeđenja. Ove kompresije i razrjeđivanja izmjenjuju se u vremenu i šire bočno u obliku elastičnog uzdužnog vala, koji dopire do uha i uzrokuje periodične fluktuacije tlaka u njegovoj blizini, utječući na slušni analizator.

Obična osoba sposoban je čuti zvučne vibracije u frekvencijskom rasponu od 16–20 Hz do 15–20 kHz. Sposobnost razlikovanja zvučnih frekvencija uvelike ovisi o pojedincu: njegovoj dobi, spolu, izloženosti bolesti sluha, trening i zamor sluha.

Kod ljudi, organ sluha je uho, koje percipira zvučne impulse, a također je odgovorno za položaj tijela u prostoru i sposobnost održavanja ravnoteže. Ovo je upareni organ koji se nalazi u temporalnim kostima lubanje, izvana ograničen ušnim školjkama. Predstavljaju ga tri odjeljka: vanjsko, srednje i unutarnje uho, od kojih svaki obavlja svoje specifične funkcije.

Vanjsko uho sastoji se od pinne i vanjskog zvukovoda. Ušna školjka u živim organizmima radi kao prijemnik zvučnih valova, koji se zatim prenose na unutarnji dio slušni aparat. Vrijednost ušne školjke kod ljudi je mnogo manja nego kod životinja, pa je kod ljudi praktički nepomična.

Nabori ljudske ušne školjke doprinose dolasku ušni kanal zvuk - mala izobličenja frekvencije, ovisno o horizontalnoj i vertikalnoj lokalizaciji zvuka. Dakle, mozak prima Dodatne informacije kako biste razjasnili mjesto izvora zvuka. Ovaj se efekt ponekad koristi u akustici, uključujući stvaranje dojma surround zvuka pri korištenju slušalica ili slušnih pomagala. Vanjski zvukovod završava slijepo: od srednjeg uha odijeljen je bubnjićom. Zvučni valovi koje hvata ušna školjka udaraju u bubnjić i uzrokuju njegovo vibriranje. S druge strane, vibracije iz bubnjića prenose se u srednje uho.

Glavni dio srednjeg uha je bubna šupljina - mali prostor s volumenom od oko 1 cm³ koji se nalazi u temporalnoj kosti. Ovdje postoje tri slušne koščice: malleus, incus i stapes - povezane su jedna s drugom i s unutarnjim uhom (prozor predvorja), prenose zvučne vibracije iz vanjskog u unutarnje uho, a istovremeno pojačavaju ih. Šupljina srednjeg uha povezana je s nazofarinksom preko Eustahijeve cijevi, preko koje se izjednačava prosječni tlak zraka unutar i izvan bubnjića.

Unutarnje uho se zbog svog zamršenog oblika naziva labirint. Koštani labirint sastoji se od predvorja, pužnice i polukružnih kanala, ali samo je pužnica izravno povezana sa sluhom, unutar koje se nalazi membranozni kanalić ispunjen tekućinom, na čijoj se donjoj stijenci nalazi receptorski aparat slušnog analizatora, prekriven stanicama dlaka. Stanice s dlačicama otkrivaju vibracije tekućine koja ispunjava kanal. Svaka stanica dlake podešena je na određenu frekvenciju zvuka.

Ljudski slušni organ radi na sljedeći način. uši Hvataju vibracije zvučnih valova i usmjeravaju ih u ušni kanal. Vibracije se njime šalju do srednjeg uha i, dospjevši do bubnjića, uzrokuju njegovo vibriranje. Kroz sustav slušne koščice vibracije se prenose dalje - u unutarnje uho (zvučne vibracije se prenose na membranu ovalni prozor). Vibracije membrane uzrokuju kretanje tekućine u pužnici, što zauzvrat uzrokuje vibriranje bazalne membrane. Kada se vlakna pomiču, dlačice receptorskih stanica dodiruju pokrovnu membranu. Ekscitacija se javlja u receptorima, koja se na kraju prenosi slušnim živcem do mozga, gdje kroz srednji i diencefalon uzbuđenje ulazi u slušnu zonu cerebralnog korteksa, koja se nalazi u temporalnim režnjevima. Ovdje se pravi konačna razlika između prirode zvuka, njegovog tona, ritma, jačine, visine i njegovog značenja.

Utjecaj buke na čovjeka

Teško je precijeniti utjecaj buke na zdravlje ljudi. Buka je jedan od onih faktora na koje se ne možete naviknuti. Čovjeku se samo čini da je navikao na buku, ali akustičko zagađenje, djelujući neprestano, uništava ljudsko zdravlje. Buka rezonira unutarnji organi, postupno ih trošeći neprimjetno za nas. Nije uzalud u srednjem vijeku bilo pogubljenje "uz zvono". Tutnjava zvona mučila je i polako ubijala osuđenika.

Dugo vremena Utjecaj buke na ljudski organizam nije posebno proučavan, iako su već u davnim vremenima znali za njenu štetnost. Trenutno znanstvenici u mnogim zemljama diljem svijeta provode različita istraživanja kako bi utvrdili učinak buke na ljudsko zdravlje. Prije svega, buka utječe na živčani, kardiovaskularni i probavni sustav. Postoji povezanost između učestalosti i trajanja života u uvjetima akustičkog onečišćenja. Porast oboljevanja primjećuje se nakon 8-10 godina života kada su izloženi buci intenziteta iznad 70 dB.

Dugotrajna buka negativno utječe na slušni organ, smanjujući osjetljivost na zvuk. Redovito i dugotrajno izlaganje industrijskoj buci od 85-90 dB dovodi do gubitka sluha (postupnog gubitka sluha). Ako je jačina zvuka iznad 80 dB, postoji opasnost od gubitka osjetljivosti resica koje se nalaze u srednjem uhu – procesi slušni živci. Smrt polovice njih još ne dovodi do značajnog gubitka sluha. A ako više od polovice umre, osoba će biti bačena u svijet u kojem se ne čuje šuštanje drveća i zujanje pčela. Gubitkom svih trideset tisuća slušnih resica, čovjek ulazi u svijet tišine.

Buka ima akumulativni učinak, tj. Akustična iritacija, nakupljajući se u tijelu, sve više deprimira živčani sustav. Stoga prije gubitka sluha od izloženosti buci dolazi do funkcionalnog poremećaja središnjeg živčanog sustava. živčani sustav. Buka posebno štetno djeluje na neuropsihičku aktivnost organizma. Proces neuropsihijatrijskih bolesti veći je kod ljudi koji rade u bučnim uvjetima nego kod ljudi koji rade u normalnim zvučnim uvjetima. Sve vrste intelektualne aktivnosti su pogođene, raspoloženje se pogoršava, ponekad se javlja osjećaj zbunjenosti, tjeskobe, straha, straha, a pri visokom intenzitetu - osjećaj slabosti, kao nakon jakog živčanog šoka. U Velikoj Britaniji, primjerice, svaki četvrti muškarac i svaka treća žena pate od neuroza zbog visoke razine buke.

Buka uzrokuje funkcionalne poremećaje kardiovaskularnog sustava. Promjene koje se događaju u kardiovaskularni sustav ljudi pod utjecajem buke imaju sljedeće simptome: bolne senzacije u području srca, lupanje srca, nestabilnost pulsa i krvni tlak, ponekad postoji sklonost grčevima kapilara ekstremiteta i fundusa oka. Funkcionalne promjene koje se događaju u krvožilnom sustavu pod utjecajem intenzivne buke mogu s vremenom dovesti do trajnih promjena vaskularnog tonusa, pridonoseći razvoju hipertenzija.

Pod utjecajem buke, ugljikohidrati, masti, proteini, metabolizam soli tvari, što se očituje u promjenama biokemijskog sastava krvi (smanjuje se razina šećera u krvi). Buka štetno djeluje na vid i vestibularni analizatori, smanjuje refleksnu aktivnostšto često uzrokuje nesreće i ozljede. Što je veći intenzitet buke, to gora osoba vidi i reagira na ono što se događa.

Buka također utječe na sposobnost obavljanja intelektualnih i obrazovnih aktivnosti. Na primjer, o uspješnosti učenika. Godine 1992. minhenska zračna luka preseljena je u drugi dio grada. I pokazalo se da su studenti koji su živjeli u blizini stare zračne luke, a koji su prije njenog zatvaranja pokazivali slabije rezultate čitanja i pamćenja, počeli pokazivati ​​mnogo bolje rezultate u šutnji. vrhunski rezultati. No, u školama na području u koje je preseljena zračna luka akademski uspjeh se, naprotiv, pogoršao, a djeca su dobila novi izgovor za loše ocjene.

Istraživači su otkrili da buka može uništiti biljne stanice. Na primjer, eksperimenti su pokazali da se biljke izložene zvučnom bombardiranju suše i umiru. Uzrok smrti je prekomjerno lučenje vlaga kroz lišće: kada razina buke prijeđe određenu granicu, cvijeće doslovno brizne u plač. Pčela gubi sposobnost navigacije i prestaje raditi kada je izložena buci mlaznog aviona.

Vrlo bučna moderna glazba također otupljuje sluh i uzrokuje živčane bolesti. Kod 20 posto dječaka i djevojčica koji često slušaju modernu modernu glazbu sluh je otupio u istoj mjeri kao i kod 85-godišnjaka. Igračke i diskoteke predstavljaju posebnu opasnost za tinejdžere. Obično je razina buke u diskoteci 80–100 dB, što je usporedivo s razinom buke gustog uličnog prometa ili turbomlaznog zrakoplova koji polijeće 100 m dalje. Glasnoća zvuka playera je 100–114 dB. Probojni čekić je gotovo jednako zaglušujući. Zdrav bubnjićima bez oštećenja mogu tolerirati glasnoću playera od 110 dB maksimalno 1,5 minute. Francuski znanstvenici primjećuju da se oštećenje sluha u našem stoljeću aktivno širi među mladima; Kako stare, veća je vjerojatnost da će im trebati slušna pomagala. Čak i niske razine glasnoće ometaju koncentraciju tijekom mentalnog rada. Glazba, čak i vrlo tiha, smanjuje pozornost - to treba uzeti u obzir pri izradi domaće zadaće. Kad se zvuk pojača, tijelo proizvodi mnogo hormona stresa, poput adrenalina. Istovremeno se sužavaju krvne žile, rad crijeva se usporava. U budućnosti sve to može dovesti do poremećaja u radu srca i cirkulacije krvi. Oštećenje sluha zbog buke je neizlječiva bolest. Popravite oštećeni živac kirurški skoro nemoguće.

Ne samo zvukovi koje čujemo negativno utječu na nas, već i oni koji su izvan dometa čujnosti: prije svega infrazvuk. Infrazvuk se u prirodi javlja tijekom potresa, udara groma i jakih vjetrova. U gradu su izvori infrazvuka teški strojevi, ventilatori i sva oprema koja vibrira . Infrazvuk jačine do 145 dB uzrokuje fizički stres, umor, glavobolju i poremećaje u radu vestibularnog aparata. Ako je infrazvuk jači i dugotrajniji, tada osoba može osjetiti vibracije u prsima, suha usta, zamagljen vid, glavobolja i vrtoglavica.

Opasnost od infrazvuka je u tome što ga je teško zaštititi: za razliku od obične buke, praktički ga je nemoguće apsorbirati i širi se mnogo dalje. Da biste ga potisnuli, potrebno je smanjiti zvuk na samom izvoru pomoću posebne opreme: prigušivači reaktivnog tipa.

Potpuna tišina također ima štetne učinke na ljudski organizam. Tako su se zaposlenici jednog dizajnerskog biroa, koji je imao izvrsnu zvučnu izolaciju, u roku od tjedan dana počeli žaliti na nemogućnost rada u uvjetima opresivne tišine. Bili su nervozni i izgubili radnu sposobnost.

Sljedeći događaj može se smatrati konkretnim primjerom utjecaja buke na žive organizme. Tisuće neizleženih pilića umrlo je od posljedica jaružanja koje je izvršila njemačka tvrtka Mobius prema nalogu Ministarstva prometa Ukrajine. Buka od rada opreme proširila se na 5-7 km, utječući na Negativan utjecaj na susjedna područja Dunavskog rezervata biosfere. Predstavnici Dunavskog rezervata biosfere i još 3 organizacije bili su prisiljeni bolno priznati smrt cijele kolonije pjegave čigre i obične čigre koje su se nalazile na Ptichya Spit. Dupine i kitove izbacuje na obalu jaki zvukovi vojnih sonara.

Izvori buke u gradu

Najviše štetni učinci zvuk utječe na ljude u velikim gradovima. Ali čak iu prigradskim selima možete patiti od zagađenje bukom uzrokovan radnim tehničkim uređajima susjeda: kosilica, tokarski stroj ili stereo sustav. Buka od njih može premašiti najveće dopuštene standarde. Ipak, glavno zagađenje bukom događa se u gradu. U većini slučajeva, njegov izvor je vozila. Najveći intenzitet zvukova dolazi iz autocesta, metroa i tramvaja.

Autotransport. Najviše razine buke uočene su na glavnim ulicama gradova. Prosječni intenzitet prometa doseže 2000-3000 transportnih jedinica na sat ili više, a maksimalne razine buke su 90-95 dB.

Razina ulične buke određena je intenzitetom, brzinom i sastavom prometnog toka. Osim toga, razina ulične buke ovisi o planskim odlukama (uzdužni i poprečni profil ulica, visina i gustoća zgrada) i elementima krajobraznog uređenja kao što su kolnici i prisutnost zelenih površina. Svaki od ovih čimbenika može promijeniti razinu prometne buke do 10 dB.

U industrijski grad Uobičajen je visok postotak teretnog prometa na autocestama. Povećanje ukupnog protoka prometa, kamioni, posebno kod teških vozila s dizelskim motorima, dovodi do povećanja razine buke. Buka koja se javlja na kolniku autoceste ne proteže se samo na područje uz autocestu, već duboko u stambene zgrade.

Željeznički prijevoz. Povećane brzine vlakova također dovode do značajnog povećanja razine buke u stambenim područjima uz željezničke pruge ili u blizini ranžirnih stanica. Maksimalna razina zvučnog tlaka na udaljenosti od 7,5 m od električnog vlaka u pokretu doseže 93 dB, od putničkog vlaka - 91, od teretnog vlaka -92 dB.

Buka koju stvara prolazak električnih vlakova lako se širi otvorenim prostorima. Zvučna energija se najviše smanjuje na udaljenosti od prvih 100 m od izvora (u prosjeku za 10 dB). Na udaljenosti od 100-200 smanjenje buke je 8 dB, a na udaljenosti od 200 do 300 samo 2-3 dB. Glavni izvor željezničke buke je udar automobila pri kretanju na spojeve i neravnine tračnica.

Od svih vrsta gradskog prijevoza najbučniji tramvaj. Čelični kotači tramvaja pri kretanju po tračnicama stvaraju 10 dB višu razinu buke od kotača automobila u dodiru s asfaltom. Tramvaj stvara buku kada motor radi, vrata se otvaraju i kada se oglašava zvučni signal. Visoka razina buke od tramvajskog prometa jedan je od glavnih razloga redukcije tramvajskih linija u gradovima. No, tramvaj ima i niz prednosti pa smanjenjem buke koju stvara može pobijediti u konkurenciji s drugim oblicima prijevoza.

Velika važnost ima laku željeznicu. Može se uspješno koristiti kao glavni način prijevoza u malim i srednjim gradovima, au velikim - kao gradski, prigradski, pa čak i međugradski, za komunikaciju s novim stambenim područjima, industrijskim zonama i zračnim lukama.

Zračni prijevoz. Zračni promet čini značajan udio u zagađenju bukom u mnogim gradovima. Zračne luke civilnog zrakoplovstva često se nalaze u neposrednoj blizini stambenih zgrada, a zračne rute prolaze preko brojnih naselja. Razina buke ovisi o smjeru uzletno-sletnih staza i ruta leta zrakoplova, intenzitetu letova tijekom dana, godišnjim dobima i tipovima zrakoplova koji se nalaze na određenom uzletištu. S 24-satnim intenzivnim radom zračnih luka, ekvivalentne razine buke u stambenim područjima dosežu 80 dB danju, 78 dB noću, a maksimalne razine buke kreću se od 92 do 108 dB.

Industrijska poduzeća. Industrijska poduzeća su izvor velike buke u stambenim područjima gradova. Kršenje akustičnog režima primjećuje se u slučajevima kada je njihov teritorij neposredno uz stambena područja. Studija industrijske buke pokazala je da je priroda zvuka stalna i širokopojasna, tj. zvuk različitih tonova. Najznačajnije razine opažene su na frekvencijama od 500-1000 Hz, odnosno u zoni najveće osjetljivosti organa sluha. Instaliran u proizvodnim radionicama veliki broj različiti tipovi tehnološka oprema. Tako se tkalačke radionice mogu karakterizirati razinom zvuka od 90-95 dB A, mehaničkim i instrumentalnim - 85-92, kovanjem - 95-105, strojarnicama kompresorskih stanica - 95-100 dB.

Kućanskih aparata. S dolaskom postindustrijske ere sve više izvora buke (kao i elektromagnetskog) pojavljuje se unutar ljudskog doma. Izvor ove buke je kućanska i uredska oprema.

Čovjek je doista najinteligentnija od životinja koje obitavaju na planetu. Međutim, naši umovi često nam uskraćuju superiorne sposobnosti kao što je opažanje okoline putem mirisa, sluha i drugih osjetilnih senzacija.

Dakle, većina životinja je daleko ispred nas kada je u pitanju njihov slušni raspon. Raspon ljudskog sluha je raspon frekvencija koje ljudsko uho može percipirati. Pokušajmo razumjeti kako ljudsko uho funkcionira u odnosu na percepciju zvuka.

Raspon ljudskog sluha u normalnim uvjetima

U prosjeku, ljudsko uho može otkriti i razlikovati zvučne valove u rasponu od 20 Hz do 20 kHz (20 000 Hz). Međutim, kako osoba stari, slušni raspon osobe se smanjuje, posebice njegova gornja granica. U starijih ljudi obično je puno niži nego u mladih ljudi, pri čemu dojenčad i djeca imaju najbolje slušne sposobnosti. Slušna percepcija visokih frekvencija počinje se pogoršavati od osme godine života.

Ljudski sluh u idealnim uvjetima

U laboratoriju se slušni raspon osobe određuje audiometrom koji emitira zvučne valove različitih frekvencija i slušalicama prilagođenim tome. U takvim idealnim uvjetima ljudsko uho može detektirati frekvencije u rasponu od 12 Hz do 20 kHz.

Raspon sluha kod muškaraca i žena

Postoji značajna razlika između raspona sluha muškaraca i žena. Utvrđeno je da su žene osjetljivije na visoke frekvencije u usporedbi s muškarcima. Percepcija niskih frekvencija je na više-manje istoj razini kod muškaraca i žena.

Razne skale za označavanje raspona sluha

Iako je frekvencijska ljestvica najčešća ljestvica za mjerenje raspona ljudskog sluha, također se često mjeri u paskalima (Pa) i decibelima (dB). Međutim, mjerenje u paskalima smatra se nezgodnim jer ova jedinica uključuje rad s vrlo velikim brojevima. Jedan microPascal je udaljenost koju prijeđe zvučni val tijekom vibracije, što je jednako jednoj desetini promjera atoma vodika. Zvučni valovi putuju puno veću udaljenost u ljudskom uhu, što otežava označavanje raspona ljudskog sluha u paskalima.

Najtiši zvuk koji može detektirati ljudsko uho je otprilike 20 µPa. Skala decibela lakša je za korištenje jer je to logaritamska ljestvica koja se izravno odnosi na Pa ljestvicu. Uzima 0 dB (20 µPa) kao referentnu točku, a zatim nastavlja komprimirati ovu ljestvicu tlaka. Stoga je 20 milijuna µPa jednako samo 120 dB. Ispostavilo se da je raspon ljudskog uha 0-120 dB.

Raspon sluha značajno se razlikuje od osobe do osobe. Stoga je za otkrivanje gubitka sluha najbolje mjeriti raspon čujnih zvukova u odnosu na referentnu ljestvicu, a ne u odnosu na konvencionalnu standardiziranu ljestvicu. Testovi se mogu provesti pomoću sofisticiranih slušnodijagnostičkih instrumenata koji mogu točno odrediti opseg i dijagnosticirati uzroke gubitka sluha.

Osoba percipira zvuk kroz uho (sl.).

Vani se nalazi sudoper vanjsko uho , prolazeći u slušni kanal s promjerom D 1 = 5 mm i dužine 3 cm.

Sljedeći je bubnjić koji vibrira pod utjecajem zvučnog vala (rezonira). Membrana je pričvršćena za kosti srednje uho , prenoseći vibracije na drugu membranu i dalje na unutarnje uho.

Unutarnje uho izgleda kao uvijena cijev (“puž”) s tekućinom. Promjer ove cijevi D 2 = 0,2 mm duljina 3 – 4 cm dugo.

Budući da su vibracije zraka u zvučnom valu slabe da izravno pobude tekućinu u pužnici, sustav srednjeg i unutarnjeg uha, zajedno s njihovim membranama, igra ulogu hidrauličkog pojačala. Površina bubnjića unutarnjeg uha je manja od površine membrane srednjeg uha. Pritisak zvuka na bubnjiće obrnuto je proporcionalan površini:

.

Stoga se pritisak na unutarnje uho značajno povećava:

.

U unutarnjem uhu cijelom dužinom rastegnuta je još jedna opna (uzdužna), na početku uha tvrda, a na kraju mekana. Svaki dio ove uzdužne membrane može vibrirati na vlastitoj frekvenciji. U tvrdom dijelu pobuđuju se visokofrekventne oscilacije, a u mekom dijelu pobuđuju se niskofrekventne oscilacije. Duž te membrane nalazi se vestibulokohlearni živac koji osjeća vibracije i prenosi ih u mozak.

Najniža frekvencija vibracija izvora zvuka 16-20 Hz uho percipira kao zvuk niskog basa. Regija najveća osjetljivost sluha hvata dio srednjofrekventnog i dio visokofrekventnog podraspona i odgovara frekvencijskom rasponu od 500 Hz prije 4-5 kHz . Ljudski glas i zvukovi koje proizvodi većina nama važnih procesa u prirodi imaju frekvenciju u istom intervalu. U ovom slučaju, zvukovi s frekvencijama u rasponu od 2 kHz prije 5 kHzčuje se ušima kao zvuk zvona ili zvižduka. Drugim riječima, najvažnije informacije prenose se na audio frekvencijama do približno 4-5 kHz.

Podsvjesno, osoba dijeli zvukove na "pozitivne", "negativne" i "neutralne".

Negativni zvukovi uključuju zvukove koji su prethodno bili nepoznati, čudni i neobjašnjivi. Izazivaju strah i tjeskobu. To također uključuje zvukove niske frekvencije, na primjer, tiho bubnjanje ili zavijanje vuka, jer izazivaju strah. Osim toga, strah i užas bude i nečujni niskofrekventni zvukovi (infrazvuk). Primjeri:

Tridesetih godina 20. stoljeća ogromna cijev orgulja korištena je kao scenski efekt u jednom od londonskih kazališta. Od infrazvuka ove cijevi zadrhtala je cijela zgrada, a u ljude se uselio strah.

Zaposlenici Nacionalnog laboratorija za fiziku u Engleskoj proveli su eksperiment dodavanjem ultra-niskih (infrazvučnih) frekvencija zvuku konvencionalnih akustičnih instrumenata klasične glazbe. Slušatelji su osjetili pad raspoloženja i iskusili osjećaj straha.

Na Odsjeku za akustiku Moskovskog državnog sveučilišta provedena su istraživanja o utjecaju rock i pop glazbe ljudsko tijelo. Pokazalo se da frekvencija glavnog ritma skladbe “Deep People” izaziva nekontrolirano uzbuđenje, gubitak kontrole nad sobom, agresivnost prema drugima ili negativne emocije prema sebi. Pjesma "The Beatlesa", na prvi pogled milozvučna, pokazala se štetnom, pa i opasnom, jer ima osnovni ritam od oko 6,4 Hz. Ova frekvencija rezonira s frekvencijama prsnog koša, trbušne šupljine i bliska je prirodnoj frekvenciji mozga (7 Hz.). Stoga, kada slušate ovu kompoziciju, tkiva trbuha i prsnog koša počinju boljeti i postupno propadaju.

Infrazvuk uzrokuje vibracije u ljudskom tijelu raznih sustava, posebno kardiovaskularni. To ima štetne učinke i može dovesti, na primjer, do hipertenzije. Oscilacije na frekvenciji od 12 Hz mogu, ako njihov intenzitet prijeđe kritični prag, uzrokovati smrt viši organizmi, uključujući ljude. Ova i druge infrazvučne frekvencije prisutne su u proizvodna buka, buka s autoceste i drugi izvori.

Komentar: Kod životinja, rezonancija glazbenih frekvencija i prirodnih frekvencija može dovesti do sloma u radu mozga. Kad zvuči "metal rock", krave prestaju davati mlijeko, ali svinje, naprotiv, obožavaju metal rock.

Zvukovi potoka, plima mora ili pjev ptica su pozitivni; izazivaju smirenje.

Osim toga, rock nije uvijek loš. Primjerice, country glazba svirana na bendžu pomaže pri oporavku, iako loše utječe na zdravlje u samom početku bolesti.

Pozitivni zvukovi uključuju klasične melodije. Primjerice, američki znanstvenici stavljali su nedonoščad u kutije da slušaju glazbu Bacha i Mozarta, a djeca su se brzo oporavljala i dobivala na težini.

Zvonjava blagotvorno djeluje na ljudsko zdravlje.

Svaki zvučni učinak pojačan je u sumraku i mraku, jer se udio informacija primljenih putem vida smanjuje

Apsorpcija zvuka u zraku i zatvorenim površinama

Apsorpcija zvuka u zraku

U svakom trenutku u bilo kojoj točki u prostoriji, intenzitet zvuka jednak je zbroju intenziteta izravnog zvuka koji izravno izvire iz izvora i intenziteta zvuka reflektiranog od okolnih površina prostorije:

Kada se zvuk širi u atmosferskom zraku iu bilo kojem drugom mediju, dolazi do gubitaka intenziteta. Ti gubici nastaju zbog apsorpcije zvučne energije u zraku i okolnim površinama. Razmotrimo korištenje apsorpcije zvuka valna teorija .

Apsorpcija zvuk je pojava nepovratne transformacije energije zvučnog vala u drugu vrstu energije, prvenstveno u energiju toplinskog gibanja čestica medija. Apsorpcija zvuka događa se u zraku i kada se zvuk reflektira od okolnih površina.

Apsorpcija zvuka u zraku praćeno smanjenjem zvučnog tlaka. Neka zvuk putuje duž smjera r od izvora. Zatim ovisno o udaljenosti r u odnosu na izvor zvuka, amplituda zvučnog tlaka opada prema eksponencijalni zakon :

, (63)

Gdje str 0 – početni zvučni tlak pri r = 0

,

 – koeficijent apsorpcije zvuk. Formula (63) izražava zakon apsorpcije zvuka .

Fizičko značenje koeficijent  je da je koeficijent apsorpcije numerički jednak recipročnoj vrijednosti udaljenosti na kojoj zvučni tlak opada u e = 2,71 jednom:

SI jedinica:

.

Budući da je jakost (intenzitet) zvuka proporcionalna kvadratu zvučnog tlaka, onda je isto zakon apsorpcije zvuka može se napisati kao:

, (63*)

Gdje ja 0 – jačina (intenzitet) zvuka u blizini izvora zvuka, tj r = 0 :

.

Grafikoni ovisnosti str zvuk (r) I ja(r) prikazani su na sl. 16.

Iz formule (63*) slijedi da za razinu jakosti zvuka vrijedi jednadžba:

.

. (64)

Stoga je SI jedinica koeficijenta apsorpcije: neper po metru

,

Osim toga, može se izračunati u belah po metru (b/m) ili decibela po metru (dB/m).

Komentar: Može se karakterizirati apsorpcija zvuka faktor gubitka , što je jednako

, (65)

Gdje  – valna duljina zvuka, proizvod  – l ogaritamski koeficijent slabljenja zvuk. Vrijednost jednaka recipročnoj vrijednosti koeficijenta gubitka

,

nazvao faktor kvalitete .

Još ne postoji potpuna teorija apsorpcije zvuka u zraku (atmosferi). Brojne empirijske procjene daju različite vrijednosti koeficijenta apsorpcije.

Prvu (klasičnu) teoriju apsorpcije zvuka stvorio je Stokes, a temelji se na uzimanju u obzir utjecaja viskoznosti (unutarnjeg trenja između slojeva medija) i toplinske vodljivosti (izjednačavanje temperature između slojeva medija). Pojednostavljeno Stokesova formula ima oblik:

, (66)

Gdje  – viskoznost zraka,  – Poissonov omjer,  0 – gustoća zraka na 0 0 C,  – brzina zvuka u zraku. Za normalne uvjete, ova formula će imati oblik:

. (66*)

Međutim, Stokesova formula (63) ili (63*) vrijedi samo za jednoatomski plinovi čiji atomi imaju tri translacijska stupnja slobode, tj. kada  =1,67 .

Za plinovi od 2, 3 ili višeatomnih molekula značenje  znatno više, jer zvuk pobuđuje rotacijske i vibracijske stupnjeve slobode molekula. Za takve plinove (uključujući zrak) formula je točnija

, (67)

Gdje T n = 273,15 tisuća – apsolutna temperatura topljenja leda (trostruka točka), str n = 1,013 . 10 5 pa – normalan atmosferski pritisak, T I str– stvarna (izmjerena) temperatura i atmosferski tlak,  =1,33 za dvoatomne plinove,  =1,33 za tro- i višeatomne plinove.

Apsorpcija zvuka zatvorenim površinama

Apsorpcija zvuka zatvorenim površinama nastaje kada se zvuk reflektira od njih. Pri tome se dio energije zvučnog vala reflektira i uzrokuje pojavu stojećih zvučnih valova, a drugi dio energije se pretvara u energiju toplinskog gibanja čestica prepreke. Ovi procesi karakterizirani su koeficijentom refleksije i koeficijentom apsorpcije ograđene strukture.

Koeficijent refleksije zvuk iz prepreke je bezdimenzijska veličina jednaka omjeru udjela energije valaW negativan , reflektirana od prepreke, na cjelokupnu energiju valaW jastučić pad na prepreku

.

Upijanje zvuka preprekom karakterizira koeficijent apsorpcije – bezdimenzijska veličina jednaka omjeru udjela energije valaW apsorpcioni zahvatila prepreka(i transformirana u unutarnju energiju tvari barijere), na svu energiju valovaW jastučić pad na prepreku

.

Prosječni koeficijent apsorpcije zvuk svih okolnih površina je jednak

,

, (68*)

Gdje  ja – koeficijent apsorpcije zvuka materijala ja th prepreka, S i – površina ja prepreke, S– ukupna površina prepreka, n- broj različitih prepreka.

Iz ovog izraza možemo zaključiti da prosječni koeficijent apsorpcije odgovara jednom materijalu koji bi mogao pokriti sve površine prostornih barijera uz održavanje ukupna apsorpcija zvuka (A ), jednako

. (69)

Fizičko značenje ukupne apsorpcije zvuka (A): brojčano je jednak koeficijentu apsorpcije zvuka otvorenog otvora površine 1 m2.

.

Jedinica za apsorpciju zvuka naziva se sabin:

.

Osoba se pogoršava, i s vremenom gubimo sposobnost otkrivanja određene frekvencije.

Video napravljen od strane kanala AsapSCIENCE, vrsta je testa gubitka sluha povezanog s godinama koji će vam pomoći da saznate svoje granice sluha.

Reproducira se u videu razne zvukove, počevši od 8000 Hz, što znači da vaš sluh nije oštećen.

Frekvencija se zatim povećava i to ukazuje na starost vašeg sluha na temelju toga kada prestanete čuti određeni zvuk.

Dakle, ako čujete frekvenciju:

12 000 Hz – imate manje od 50 godina

15 000 Hz – imate manje od 40 godina

16 000 Hz – imate manje od 30 godina

17.000 – 18.000 – imate manje od 24 godine

19.000 – imate manje od 20 godina

Ako želite da test bude točniji, kvalitetu videa postavite na 720p ili još bolje 1080p i slušajte sa slušalicama.

Ispitivanje sluha (video)

Gubitak sluha

Ako ste čuli sve zvukove, najvjerojatnije imate manje od 20 godina. Rezultati ovise o osjetnim receptorima u vašem uhu koji se zovu stanice kose koji se s vremenom oštećuju i degeneriraju.

Ova vrsta gubitka sluha naziva se senzorineuralni gubitak sluha. Ovaj poremećaj može biti uzrokovan brojnim infekcijama, lijekovima i autoimune bolesti. Vanjske stanice s dlačicama, koje su podešene da detektiraju više frekvencije, obično prve umiru, uzrokujući učinke gubitka sluha povezanog sa starenjem, kao što je prikazano u ovom videu.

Ljudski sluh: zanimljive činjenice

1. Među zdravim ljudima frekvencijski raspon koji ljudsko uho može detektirati kreće se od 20 (niža od najniže note na glasoviru) do 20 000 Hertza (viša od najviše note na maloj flauti). Međutim, gornja granica ovog raspona stalno se smanjuje s godinama.

2. Ljudi međusobno razgovaraju na frekvenciji od 200 do 8000 Hz, a ljudsko uho je najosjetljivije na frekvenciju od 1000 – 3500 Hz

3. Zvukovi koji su iznad granice ljudske čujnosti nazivaju se ultrazvuk, i oni ispod - infrazvuk.

4. Naši uši mi ne prestaju raditi ni u snu, nastavljajući čuti zvukove. Međutim, naš ih mozak ignorira.

5. Zvuk putuje brzinom od 344 metra u sekundi. Zvučni udar nastaje kada objekt premaši brzinu zvuka. Zvučni valovi ispred i iza objekta sudaraju se i stvaraju udar.

6. Uši - organ za samočišćenje. Pore ​​u ušnom kanalu izlučuju ušni vosak, a sitne dlačice zvane resice guraju vosak iz uha

7. Zvuk dječjeg plača je otprilike 115 dB, i glasniji je od automobilske sirene.

8. U Africi postoji pleme Maaban koji žive u takvoj tišini da čak i u starosti oni čuti šapat do 300 metara udaljenosti.

9. Razina zvuk buldožera u praznom hodu je oko 85 dB (decibela), što može uzrokovati oštećenje sluha nakon samo jednog 8-satnog dana.

10. Sjedeći ispred govornici na rock koncertu, izlažete se 120 dB, što počinje oštećivati ​​vaš sluh nakon samo 7,5 minuta.

Provjerite svoj sluh u 5 minuta bez napuštanja doma!