Възприемането на звук от слуховата система на тялото. Особености на човешкото звуково възприятие. Шумово замърсяване в град Набережние Челни

Структурни и функционални характеристики на слуховия анализатор

Общи понятия за физиологията на слуховия анализатор

АНАЛИЗАТОР НА СЛУХА

С помощта на слухов анализатор човек се ориентира в звуковите сигнали на околната среда и формира подходящи поведенчески реакции, например отбранителни или хранителни. Способността на човек да възприема устна и вокална реч и музикални произведения прави слуховия анализатор необходим компонент на средствата за комуникация, познание и адаптация.

Адекватен стимул за слуховия анализатор е звуци , т.е. осцилаторни движения на частици от еластични тела, разпространяващи се под формата на вълни в голямо разнообразие от среди, включително въздух, и възприемани от ухото .

Вибрациите на звуковите вълни (звуковите вълни) се характеризират с честота И амплитуда .

Честотата на звуковите вълни определя височината на звука. Човек различава звукови вълни с честота от 20 до 20 000 Hz. Звуци с честота под 20 Hz - инфразвуци и над 20 000 Hz (20 kHz) - ултразвук, не се усещат от човека. Наричат ​​се звукови вълни, които имат синусоидални или хармонични вибрации тон.

Звук, състоящ се от несвързани честоти, се нарича шум.. Когато честотата на звуковите вълни е висока, тонът е висок, когато е ниска, тонът е нисък.

Втората характеристика на звука, която слуховата сензорна система разграничава, е неговата сила,в зависимост от амплитудата на звуковите вълни. Силата на звука се възприема от хората като сила на звука .

Усещането за сила се увеличава с усилването на звука и също зависи от честотата на звуковите вибрации, т.е. Силата на звука се определя от взаимодействието на интензитета (силата) и височината (честотата) на звука. Мерната единица за силата на звука е бяло , на практика обикновено се използва децибел(dB), т.е. 0,1 бел. Човек също различава звуците по тембър,или "оцветяване". Тембърът на звуковия сигнал зависи от спектъра, т.е. от състава на допълнителните честоти – обертонове , които придружават основната честота - тон . По тембър можете да различите звуци с еднаква височина и сила на звука, което е основата за разпознаване на хората по глас.

Чувствителност на слуховия анализаторопределя се от минималния интензитет на звука, достатъчен да предизвика слухово усещане. В диапазона на звуковите трептения от 1000 до 3000 в секунда, което съответства на човешката реч, ухото има най-голяма чувствителност. Този набор от честоти се нарича речева зона .

Рецепторна (периферна) част на слуховия анализатор,преобразуване на енергията на звуковите вълни в енергия на нервно възбуждане, представена от рецепторни космени клетки на органа на Корти (орган на Корти),разположени в кохлеята. Слуховите рецептори (фонорецептори) принадлежат към механорецепторите, вторични са и са представени от вътрешни и външни космени клетки. Хората имат приблизително 3500 вътрешни и 20 000 външни космени клетки, които са разположени върху базиларната мембрана вътре в средния канал на вътрешното ухо.

Вътрешното ухо (звуковъзприемащ апарат), както и средното ухо (звукопредавателен апарат) и външното ухо (звуковъзприемащ апарат) се обединяват в концепцията орган на слуха (фиг. 2.6).

Външно ухоБлагодарение на ушната мида, той осигурява улавяне на звуци, концентрацията им по посока на външния слухов канал и увеличаване на интензивността на звуците. В допълнение, структурите на външното ухо изпълняват защитна функция, предпазвайки тъпанчето от механични и температурни влияния на външната среда.

Ориз. 2.6. Орган на слуха

Средно ухо(звукопроводим участък) е представена от тъпанчевата кухина, където са разположени три слухови костици: малеус, инкус и стреме. Средното ухо е отделено от външния слухов канал чрез тъпанчето. Дръжката на чука е вплетена в тъпанчето, другият му край е съчленен с инкуса, който от своя страна е съчленен със стремето. Стременцето е в съседство с мембраната на овалния прозорец. Площта на тимпаничната мембрана (70 mm2) е значително по-голяма от площта на овалния прозорец (3,2 mm2), поради което налягането на звуковите вълни върху мембраната на овалния прозорец се увеличава приблизително 25 пъти. Тъй като лостовият механизъм на осикулите намалява амплитудата на звуковите вълни приблизително 2 пъти, тогава, следователно, същото усилване на звуковите вълни се получава в овалния прозорец. Така общото усилване на звука в средното ухо се получава приблизително 60-70 пъти. Ако вземем предвид усилващия ефект на външното ухо, тогава тази стойност достига 180-200 пъти. Средното ухо има специален защитен механизъм, представен от два мускула: мускулът, който стяга тъпанчето, и мускулът, който фиксира стремето. Степента на свиване на тези мускули зависи от силата на звуковите вибрации. При силни звукови вибрации мускулите ограничават амплитудата на вибрациите на тъпанчето и движението на стълбите, като по този начин предпазват рецепторния апарат във вътрешното ухо от прекомерно стимулиране и разрушаване. При мигновено силно дразнене (удар на звънец) този защитен механизъм няма време да задейства. Свиването на двата мускула на тимпаничната кухина се осъществява по механизма на безусловен рефлекс, който се затваря на нивото на мозъчния ствол. Налягането в тъпанчевата кухина е равно на атмосферното налягане, което е много важно за адекватното възприемане на звуците. Тази функция се изпълнява от евстахиевата тръба, която свързва кухината на средното ухо с фаринкса. При преглъщане тръбата се отваря, вентилирайки кухината на средното ухо и изравнявайки налягането в него с атмосферното. Ако външното налягане се променя бързо (бързо изкачване на надморска височина) и не се извършва преглъщане, тогава разликата в налягането между атмосферния въздух и въздуха в тъпанчевата кухина води до напрежение на тъпанчето и появата на неприятни усещания, намаляване на възприемане на звуци.

Вътрешно ухопредставена от кохлеята - спираловидно усукан костен канал с 2,5 навивки, който е разделен от основната мембрана и мембраната на Reissner на три тесни части (стълбища). Горният канал (scala vestibularis) започва от овалния прозорец и се свързва с долния канал (scala tympani) през helicotrema (отвор на върха) и завършва с кръглия прозорец. И двата канала са едно цяло и са изпълнени с перилимфа, сходна по състав с цереброспиналната течност. Между горния и долния канал има среден (средно стълбище). Той е изолиран и изпълнен с ендолимфа. Вътре в средния канал на главната мембрана има същинският апарат за приемане на звук - кортиевият орган (орган на Корти) с рецепторни клетки, представляващи периферната част на слуховия анализатор (фиг. 2.7).

Основната мембрана в близост до овалния прозорец е с ширина 0,04 mm, след което към върха постепенно се разширява, достигайки 0,5 mm при хеликотрема. Над органа на Корти лежи текториална (покривна) мембрана от съединителнотъканен произход, единият ръб на който е фиксиран, а другият е свободен. Космите на външните и вътрешните космени клетки са в контакт с текториалната мембрана. В този случай се променя проводимостта на йонните канали на рецепторните (космените) клетки и се образуват микрофонни и сумационни рецепторни потенциали.

Ориз. 2.7. Орган на Корти

Медиаторът ацетилхолин се образува и освобождава в синаптичната цепнатина на рецептор-аферентния синапс. Всичко това води до възбуждане на влакното на слуховия нерв, до възникване на потенциал за действие в него. Така енергията на звуковите вълни се трансформира в нервен импулс. Всяко влакно на слуховия нерв има крива на настройка на честотата, наречена още крива честота-праг.Този индикатор характеризира зоната на рецептивното поле на влакното, което може да бъде тясно или широко. Тя е тясна, когато звуците са тихи, а когато интензивността им се увеличи, се разширява.

Отдел окабеляванеСлуховият анализатор е представен от периферен биполярен неврон, разположен в спиралния ганглий на кохлеята (първият неврон). Влакната на слуховия (или кохлеарния) нерв, образувани от аксоните на невроните на спиралния ганглий, завършват върху клетките на ядрата на кохлеарния комплекс на продълговатия мозък (втори неврон). След това, след частично пресичане, влакната отиват в медиалното геникуларно тяло на метаталамуса, където отново се случва превключване (трети неврон), оттук възбуждането навлиза в кората (четвърти неврон). В медиалните (вътрешни) геникуларни тела, както и в долните туберкули на квадригеминала, има центрове на рефлексни двигателни реакции, които възникват при излагане на звук.

централен,или кортикален, отделСлуховият анализатор се намира в горната част на темпоралния лоб на главния мозък (горна темпорална извивка, зони на Бродман 41 и 42). Напречната темпорална извивка (извивката на Heschl) е важна за функцията на слуховия анализатор.

Слухова сензорна системадопълнени от механизми за обратна връзка, които осигуряват регулиране на дейността на всички нива на слуховия анализатор с участието на низходящи пътища. Такива пътища започват от клетките на слуховата кора, превключвайки последователно в медиалните геникуларни тела на метаталамуса, задния (долния) коликулус и в ядрата на кохлеарния комплекс. Като част от слуховия нерв центробежните влакна достигат до космените клетки на кортиевия орган и ги настройват да възприемат определени звукови сигнали.

Възприемането на височината, интензитета на звука и местоположението на източника на звука започва, когато звуковите вълни навлязат във външното ухо, където вибрират тъпанчето. Вибрациите на тимпаничната мембрана през системата на слуховите осикули на средното ухо се предават на мембраната на овалния прозорец, което причинява вибрации на перилимфата на вестибуларната (горната) скала. Тези вибрации се предават през helicotrema към перилимфата на scala tympani (долна) и достигат до кръглия прозорец, измествайки мембраната му към кухината на средното ухо (фиг. 2.8).

Вибрациите на перилимфата се предават и на ендолимфата на мембранния (среден) канал, което кара основната мембрана, състояща се от отделни влакна, опънати като струни на пиано, да вибрира. Когато са изложени на звук, мембранните влакна започват да вибрират заедно с разположените върху тях рецепторни клетки на органа на Корти. В този случай космите на рецепторните клетки влизат в контакт с текториалната мембрана и ресничките на космените клетки се деформират. Първо се появява рецепторен потенциал, а след това потенциал за действие (нервен импулс), който след това се пренася по слуховия нерв и се предава на други части на слуховия анализатор.

Електрически явления в кохлеята.Пет различни електрически явления могат да бъдат открити в кохлеята.

1. Мембранният потенциал на слуховата рецепторна клетка характеризира състоянието на покой.

2. Ендолимфният потенциал или ендокохлеарният потенциал се причинява от различни нива на редокс процеси в каналите на кохлеята, което води до потенциална разлика (80 mV) между перилимфата на средния канал на кохлеята (потенциалът на която има положителен заряд) и съдържанието на горните и долните канали. Този ендокохлеарен потенциал влияе върху мембранния потенциал на слуховите рецепторни клетки, създавайки критично ниво на поляризация в тях, при което лек механичен ефект по време на контакт на космените рецепторни клетки с текториалната мембрана води до възбуждане в тях.

Ориз. 2.8. Кохлеарни канали:

А -средно и вътрешно ухо в разрез (по P. Lindsay и D. Norman, 1974); б –разпространение на звукови вибрации в кохлеята

3. Ефектът на микрофона на охлюва е получен при експеримент върху котки. Електродите, поставени в кохлеята, бяха свързани към усилвател и високоговорител. Ако котката каза различни думи до ухото, те могат да бъдат чути, докато стои на високоговорител в друга стая. Този потенциал се генерира върху мембраната на космената клетка в резултат на деформация на космите в контакт с текториалната мембрана. Честотата на потенциалите на микрофона съответства на честотата на звуковите вибрации, а амплитудата на потенциалите в определени граници е пропорционална на интензивността на звуците на речта. Звуковите вибрации, действащи върху вътрешното ухо, водят до получения микрофоничен ефект, който се наслагва върху ендокохлеарния потенциал и предизвиква неговата модулация.

4. Сумиращият потенциал се различава от микрофонния по това, че отразява не формата на звуковата вълна, а нейната обвивка. Това е набор от микрофонни потенциали, които възникват под въздействието на силни звуци с честота над 4000 - 5000 Hz. Потенциалите на микрофона и сумирането са свързани с активността на външните космени клетки и се считат за рецепторни потенциали.

5. Потенциалът на действие на слуховия нерв се записва в неговите влакна, честотата на импулсите съответства на честотата на звуковите вълни, ако не надвишава 1000 Hz. При излагане на по-високи тонове честотата на импулсите в нервните влакна не се увеличава, тъй като 1000 импулса/s е почти максималната възможна честота на генериране на импулси в слуховите нервни влакна. Потенциалът на действие в нервните окончания се записва 0,5–1,0 ms след началото на микрофонния ефект, което показва синаптично предаване на възбуждане от клетката на косата към влакното на слуховия нерв.

Възприемане на звуци с различна височина(честота), според резонансната теория на Хелмхолц, се дължи на факта, че всяко влакно на основната мембрана е настроено на звук с определена честота. По този начин нискочестотните звуци се възприемат от дългите вълни на основната мембрана, разположени по-близо до върха на кохлеята, докато високочестотните звуци се възприемат от късите влакна на основната мембрана, разположени по-близо до основата на кохлеята. При излагане на сложен звук възникват вибрации на различни влакна на мембраната.

В съвременната интерпретация в основата стои резонансният механизъм теории за мястото,според който цялата мембрана влиза в състояние на вибрация. Въпреки това, максималното отклонение на основната мембрана на кохлеята се случва само на определено място. С увеличаване на честотата на звуковите вибрации максималното отклонение на основната мембрана се измества към основата на кохлеята, където се намират по-късите влакна на основната мембрана - късите влакна могат да имат по-висока честота на вибрации. Възбуждането на космените клетки на този конкретен участък от мембраната се предава чрез медиатор към слуховите нервни влакна под формата на определен брой импулси, чиято честота на повторение е по-ниска от честотата на звуковите вълни (лабилността на нерва влакна не надвишава 800 - 1000 Hz). Честотата на възприеманите звукови вълни достига 20 000 Hz. По този начин се осъществява пространствен тип кодиране на височината и честотата на звуковите сигнали.

Когато тоновете работят до приблизително 800 Hz, освен пространственвъзниква и кодиране временно (честота)кодиране, при което информацията също се предава по определени влакна на слуховия нерв, но под формата на импулси (залпове), чиято честота на повторение повтаря честотата на звуковите вибрации. Отделните неврони на различни нива на слуховата сетивна система са настроени на определена звукова честота, т.е. Всеки неврон има свой собствен специфичен честотен праг, своя собствена специфична звукова честота, на която реакцията на неврона е максимална. По този начин всеки неврон от целия набор от звуци възприема само определени доста тесни участъци от честотния диапазон, които не съвпадат помежду си, а наборите от неврони възприемат целия честотен диапазон от звукови звуци, което осигурява пълноценно слухово възприятие.

Валидността на тази позиция се потвърждава от резултатите от протезирането на човешкия слух, когато електродите са имплантирани в слуховия нерв и неговите влакна са раздразнени от електрически импулси с различни честоти, които съответстват на звукови комбинации от определени думи и фрази, осигуряващи семантично възприемане на реч.

Анализ на интензитета на звукасе среща и в слуховата сензорна система. В този случай силата на звука се кодира както от честотата на импулсите, така и от броя на възбудените рецептори и съответните неврони. По-специално, външните и вътрешните рецепторни клетки за коса имат различни прагове на възбуждане. Вътрешните клетки се възбуждат при по-голям интензитет на звука от външните. В допълнение, праговете на възбуждане на вътрешните клетки също са различни. В тази връзка, в зависимост от интензивността на звука, съотношението на възбудените рецепторни клетки на органа на Корти и естеството на импулсите, влизащи в централната нервна система, се променят. Невроните в слуховата сензорна система имат различни прагове на реакция. При слаб звуков сигнал в реакцията участват само малък брой по-възбудими неврони, а при повишен звук се възбуждат неврони с по-малка възбудимост.

Трябва да се отбележи, че освен въздушна проводимост има костна проводимост на звука,тези. провеждане на звук директно през костите на черепа. В този случай звуковите вибрации причиняват вибрации на костите на черепа и лабиринта, което води до повишаване на налягането на перилимфата във вестибуларния канал повече, отколкото в тимпаничния канал, тъй като мембраната, покриваща кръглия прозорец, е еластична и овалният прозорец е затворен от стълбите. В резултат на това се получава изместване на основната мембрана, както при въздушното предаване на звукови вибрации.

Определение локализиране на източника на звуквъзможно с помощта бинаурален слух, т.е. способността да чувате с две уши едновременно. Благодарение на бинауралния слух човек е в състояние по-точно да локализира източника на звук, отколкото при моноауралния слух и да определи посоката на звука. За високите звуци определянето на техния източник се определя от разликата в силата на звука, достигащ до двете уши, поради различното им разстояние от източника на звук. За тихи звуци разликата във времето между пристигането на същите фази на звуковата вълна до двете уши е важна.

Определянето на местоположението на звучащ обект се извършва или чрез възприемане на звуци директно от звучащия обект - първична локализация, или чрез възприемане на звукови вълни, отразени от обекта - вторична локализация или ехолокация. Някои животни (делфини, прилепи) се ориентират в пространството с помощта на ехолокация.

Слухова адаптация- Това е промяна в слуховата чувствителност по време на действието на звука. Състои се от съответните промени във функционалното състояние на всички части на слуховия анализатор. Ухото, адаптирано към тишина, има по-висока чувствителност към звукова стимулация (слухова сенсибилизация). При продължително слушане чувствителността на слуха намалява. Основна роля в слуховата адаптация играе ретикуларната формация, която не само променя активността на проводимите и кортикалните участъци на слуховия анализатор, но също така, поради центробежни влияния, регулира чувствителността на слуховите рецептори, определяйки нивото на тяхното „настройка“ към възприемането на слухови стимули.

В органа на слуха има:

Външен,

Средно аритметично

Вътрешно ухо.

Външното ухо включва ушната мида и външния слухов канал, отделен от средното ухо от тъпанчето. Ушната мида, пригодена за улавяне на звуци, е образувана от еластичен хрущял, покрит с кожа. Долната част на ушната мида (лоб) е кожна гънка, която не съдържа хрущял. Ушната мида е прикрепена към темпоралната кост чрез връзки.

Външният слухов проход има хрущялни и костни части. На мястото, където хрущялната част преминава в костта, слуховият канал има стеснение и завой. Дължината на външния слухов канал при възрастен е около 33-35 мм, диаметърът на неговия лумен варира в различни области от 0,8 до 0,9 см. Външният слухов канал е облицован с кожа, в която има тръбни жлези (модифицирана пот жлези), които произвеждат жълтеникав секрет - ушна кал.

Тъпанчето разделя външното ухо от средното ухо. Представлява съединителнотъканна пластинка, покрита отвън с тънка кожа, а отвътре, от страната на тъпанчевата кухина, с лигавица. В центъра на тъпанчето има вдлъбнатина (пъпа на тъпанчето) - мястото, където една от слуховите костици, чукчето, е прикрепена към тъпанчето. Тъпанчевата мембрана има горна, тънка, свободна, неразтегната част, която не съдържа колагенови влакна, и долна, еластична, разтегната част. Мембраната е разположена наклонено, образува ъгъл 45-55° с хоризонталната равнина, отворена към страничната страна.

Средното ухо се намира вътре в пирамидата на темпоралната кост, включва тъпанчевата кухина и слуховата тръба, свързваща тъпанчевата кухина с фаринкса. Тимпаничната кухина с обем от около 1 cm 3 е разположена между тъпанчето от външната страна и вътрешното ухо от медиалната страна. В тъпанчевата кухина, облицована с лигавицата, има три слухови костици, подвижно свързани помежду си (малеус, инкус и стреме), които предават вибрациите на тъпанчето към вътрешното ухо.

Движението на слуховите костици се задържа от прикрепени към тях миниатюрни мускули - стапедиус и мускул, който разтяга тъпанчевата мембрана.

Тимпаничната кухина има шест стени. Горната стена (тегментална) разделя тъпанчевата кухина от черепната кухина. Долната стена (югуларна) е в съседство с югуларната ямка на темпоралната кост. Медиалната стена (лабиринт) разделя тъпанчевата кухина от вътрешното ухо.

В тази стена има овален прозорец на вестибюла, затворен от основата на стълбите, и кръгъл прозорец на кохлеята, покрит с вторична тимпанична мембрана. Страничната стена (мембранна) се образува от тъпанчевата мембрана и околните части на темпоралната кост. На задната (мастоидна) стена има отвор - входа на мастоидната пещера. Под тази дупка има пирамидална възвишение, вътре в която е разположен стапедният мускул. Предната (каротидна) стена отделя тъпанчевата кухина от канала на вътрешната каротидна артерия. На тази стена се отваря тимпаничният отвор на слуховата тръба, който има костни и хрущялни части. Костната част е полуканалът на слуховата тръба, който е долната част на мускулно-тръбния канал. В горния хемиканален има мускул, който напряга тъпанчевата мембрана.

Вътрешното ухо е разположено в пирамидата на темпоралната кост между тъпанчевата кухина и вътрешния слухов канал. Това е система от тесни костни кухини (лабиринти), съдържащи рецепторни апарати, които възприемат звук и промени в положението на тялото.

В костните кухини, облицовани с периост, има мембранен лабиринт, повтарящ формата на костния лабиринт. Между мембранния лабиринт и костните стени има тясна междина - перилимфатичното пространство, изпълнено с течност - перилимфа.

Костният лабиринт се състои от преддверието, три полукръгли канала и кохлеята. Костното преддверие има формата на овална кухина, комуникираща с полуокръжните канали. На страничната стена на костния вестибюл има овален прозорец на вестибюла, затворен от основата на стремето. На нивото на началото на кохлеята има кръгъл прозорец на кохлеята, покрит с еластична мембрана.В три взаимно перпендикулярни равнини лежат три костни полукръгли канала. Предният полукръгъл канал е разположен в сагиталната равнина, латералният канал е разположен в хоризонталната равнина, а задният канал е разположен във фронталната равнина. Всеки полукръгъл канал има два крака, единият от които (ампуларна костна дръжка) образува разширение - ампула - преди да се влее в вестибюла. Педикулите на предните и задните полукръгли канали се свързват и образуват обща костна дръжка.Затова три канала се отварят в преддверието с пет отвора.

Костната кохлея има 2,5 вихри около хоризонтално разположен ствол. Костна спирална пластина, пробита от тънки тубули, е усукана около пръчката като винт, през които преминават влакната на кохлеарната част на вестибулокохлеарния нерв. В основата на плочата има спирален канал, в който лежи спиралния нервен ганглий. Плочата, заедно със свързващия се с нея мембранен кохлеарен канал, разделя кухината на кохлеарния канал на две спирално извити кухини - скали (вестибуларна и тимпанична), комуникиращи помежду си в областта на купола на кохлеята.

Стените на мембранния лабиринт са изградени от съединителна тъкан. Мембранният лабиринт е изпълнен с течност - ендолимфа, която тече през ендолимфатичния канал, преминаващ в акведукта на преддверието в ендолимфния сак, който лежи в дебелината на твърдата мозъчна обвивка на задната повърхност на пирамидата. От перилимфатичното пространство перилимфата тече през перилимфатичния канал, преминавайки в кохлеарния каналикулус в субарахноидалното пространство на долната повърхност на пирамидата на темпоралната кост.

Психоакустиката е научна област, която изучава човешките слухови усещания, когато звукът въздейства върху ушите.

Хората, които имат абсолютен (аналитичен) музикален слух, могат точно да определят височината, силата и тембъра на звука и са в състояние да запомнят звука на инструментите и да ги разпознаят след известно време. Те могат правилно да анализират това, което са слушали, и правилно да идентифицират отделните инструменти.

Хората, които нямат абсолютна височина, могат да определят ритъм, тембър и тоналност, но им е трудно да анализират правилно материала, който слушат.

Когато слушате висококачествено аудио оборудване, като правило мненията на експертите се различават. Някои предпочитат висока прозрачност и вярност на предаването на всеки обертон; те се дразнят от липсата на детайли в звука. Други предпочитат звука на размазан, неясен характер и бързо се уморяват от изобилието от детайли в музикалния образ. Някои хора се фокусират върху хармонията в звука, други върху спектралния баланс, а трети върху динамичния диапазон. Оказва се, че всичко зависи от типа характер на индивида.Типът характер на хората се разделя на следните дихотомии (сдвоени класове): сетивен и интуитивен, мислещ и чувстващ, екстровертен и интровертен, решаващ и възприемащ.

Хората със сензорна доминация имат ясна дикция и перфектно възприемат всички нюанси на реч или музикален образ. За тях е изключително важна прозрачността на звука, когато всички звучащи инструменти се открояват ясно.

Слушателите с интуитивна доминанта предпочитат замъглено музикално изображение и придават изключително значение на балансирания звук на всички музикални инструменти.

Слушателите с мисловна доминанта предпочитат музикални произведения с висок динамичен диапазон, с ясно изразени мажорни и минорни доминанти, с ясен смисъл и структура на произведението

Хората с чувство за доминация отдават голямо значение на хармонията в музикалните произведения, предпочитат произведения с леки отклонения на мажор и минор от неутралната стойност, т.е. "музика за душата".

Слушател с екстровертна доминанта успешно разграничава сигнала от шума, предпочита да слуша музика с високо ниво на звука, определя мажорния или минорния характер на музикалното произведение чрез честотната позиция на музикалния образ в момента.

Хората с интровертна доминанта обръщат значително внимание на вътрешната структура на музикалния образ; мажорното малцинство се оценява, наред с други неща, чрез честотното изместване на един от хармониците в получените резонанси; външен шум затруднява възприемането на аудио информация .

Хората с решаваща доминанта предпочитат редовността в музиката, наличието на вътрешна периодичност.

Слушателите с перцептивна доминанта предпочитат импровизацията в музиката.

Всеки знае за себе си, че една и съща музика на едно и също оборудване и в една и съща стая не винаги се възприема по един и същи начин. Вероятно в зависимост от психо-емоционалното състояние нашите чувства или се притъпяват, или се засилват.

От друга страна, прекомерната детайлност и естествеността на звука може да раздразни уморения и натоварен слушател със сензорна доминанта, така че в такова състояние той ще предпочете замъглена и мека музика, грубо казано, ще предпочете да слуша живи инструменти в шапка с ушанки.

До известна степен качеството на звука се влияе от „качеството“ на мрежовото напрежение, което от своя страна зависи както от деня от седмицата, така и от времето на деня (в часовете с пиково натоварване мрежовото напрежение е най-„замърсено“ ). Нивото на шума в помещението, а оттам и реалният динамичен обхват също зависи от времето на деня.

Помня добре въздействието на околния шум от случай преди 20 години. Късно вечерта след селската сватба младите оставали да помагат в разчистването на масите и миенето на чиниите. В двора беше организирана музика: електрически акордеон с двуканален усилвател и два високоговорителя, четириканален усилвател на мощност по схемата на Шушурин, към входа на който беше свързан електрически акордеон и два 3-посочни и два 2 към изходите бяха свързани високоговорителни системи. Касетофон със записи направени на 19 скорост с антипаралелно пристрастие. Около 2 часа след полунощ, когато всички бяха свободни, младежите се събраха в двора и поискаха да изсвирят нещо за душата. Представете си изненадата на присъстващите музиканти и любители на музиката, когато прозвуча смесица от теми на Бийтълс, изпълнени от групата STARS on 45. За уши, адаптирани към възприемането на музика в атмосфера на повишен шум, звукът в тишината на нощта стана изненадващо ясна и нюансирана.

Възприемане по честота

Човешкото ухо възприема колебателния процес като звук само ако честотата на неговите трептения е в диапазона от 16...20 Hz до 16...20 kHz. При честота под 20 Hz вибрациите се наричат ​​инфразвукови, над 20 kHz - ултразвукови. Звуци с честота под 40 Hz са рядкост в музиката и напълно липсват в говоримия език. Възприемането на високи звукови честоти силно зависи както от индивидуалните характеристики на слуховите органи, така и от възрастта на слушателя. Например на възраст под 18 години звуци с честота 14 kHz се чуват от около 100%, докато на възраст 50...60 години чуват само 20% от слушателите. До 18-годишна възраст около 60% от слушателите чуват звуци с честота 18 kHz, а до 40...50 години - само 10% от слушателите. Но това не означава, че за възрастните хора изискванията за качеството на пътя за възпроизвеждане на звука са намалени. Експериментално е установено, че хора, които едва възприемат сигнали с честота 12 kHz, много лесно разпознават липсата на високи честоти във фонограма.

Разделителната способност на слуха за промяна на честотата е около 0,3%. Например два тона от 1000 и 1003 Hz, следващи един след друг, могат да се различат без инструменти. И по ударите на честотите на два тона човек може да открие честотна разлика до десети от херца. В същото време е трудно да се различи на ухо отклонение в скоростта на възпроизвеждане на музикален саундтрак в рамките на ±2%.

Субективната скала на звуковото възприятие по честота е близка до логаритмичния закон. Въз основа на това всички честотни характеристики на устройствата за предаване на звук се изобразяват в логаритмична скала. Степента на точност, с която човек определя височината на звука по ухо, зависи от остротата, музикалността и обучението на неговия слух, както и от интензивността на звука. При високи нива на звука звуците с по-голям интензитет изглеждат по-ниски от звуците с по-нисък интензитет.

При продължително излагане на интензивен звук чувствителността на слуха постепенно намалява и толкова по-голяма е, колкото по-висока е силата на звука, което се свързва с реакцията на слуха към претоварване, т.е. с естествената си адаптация. След известно време чувствителността се възстановява. Системното и продължително слушане на музика с висока сила на звука причинява необратими промени в слуховите органи, особено при младите хора, които използват слушалки (слушалки).

Важна характеристика на звука е тембърът. Способността на слуха да различава нюансите ни позволява да различаваме различни музикални инструменти и гласове. Благодарение на тембърното оцветяване звукът им става многоцветен и лесно разпознаваем. Условието за правилно предаване на тембъра е неизкривеното предаване на спектъра на сигнала - съвкупността от синусоидални компоненти на сложен сигнал (обертонове). Обертоновете са кратни на честотата на основния тон и са с по-малка амплитуда. Тембърът на звука зависи от състава на обертоновете и тяхната интензивност.

Тембърът на звука на живите инструменти до голяма степен зависи от интензивността на звукопроизводството. Например, една и съща нота, изсвирена на пиано с леко натискане с пръсти и с остро, има различни атаки и спектри на сигнала. Дори необучен човек може лесно да различи емоционалната разлика между два такива звука чрез тяхната атака, дори ако те се предават на слушателя с помощта на микрофон и са балансирани по сила. Звуковата атака е начален етап, специфичен преходен процес, по време на който се установяват стабилни характеристики: обем, тембър, височина. Продължителността на атаката на звука на различни инструменти варира от 0...60 ms. Например за ударни инструменти е в рамките на 0...20 ms, за фагот - 20...60 ms. Характеристиките на атаката на даден инструмент до голяма степен зависят от стила и техниката на свирене на музиканта. Именно тези характеристики на инструментите позволяват да се предаде емоционалното съдържание на музикалното произведение.

Тембърът на звука на източник на сигнал, разположен на разстояние по-малко от 3 m от слушателя, се възприема като „по-тежък“. Премахването на източника на сигнал от 3 до 10 m е придружено от пропорционално намаляване на силата на звука, докато тембърът става по-ярък. При по-нататъшно отстраняване на източника на сигнала, загубите на енергия във въздуха нарастват пропорционално на квадрата на честотата и имат сложна зависимост от относителната влажност на въздуха. Загубите на енергия на HF компонентите са максимални при относителна влажност от 8 до 30...40% и минимални при 80% (фиг. 1.1). Увеличаването на загубата на обертона води до намаляване на тембралната яркост.

Възприемане по амплитуда

Кривите на еднаква сила на звука от прага на чуваемост до прага на болката за бинаурално и моно слушане са показани на фиг. 1.2.а, б, съответно. Възприемането на амплитудата зависи от честотата и има значително разсейване, свързано с промените, свързани с възрастта.

Чувствителността на слуха към интензитета на звука е дискретна. Прагът за усещане на промяна в интензитета на звука зависи както от честотата, така и от силата на звука (при високи и средни нива е 0,2...0,6 dB, при ниски нива достига няколко децибела) и средно под 1 dB.

Ефект на Хаас

Слуховият апарат, както всяка друга осцилационна система, се характеризира с инерция. Благодарение на това свойство кратките звуци с продължителност до 20 ms се възприемат като по-тихи от звуците с продължителност над 150 ms. Едно от проявленията на инерцията е

човешка неспособност да открие изкривявания в импулси с продължителност под 20 ms. Ако до ушите постъпят 2 еднакви сигнала с интервал от време между тях 5...40 ms, слухът ги възприема като един сигнал, а с интервал над 40...50 ms - отделно.

Маскиращ ефект

През нощта, в условия на тишина, може да се чуе писък на комар, тиктакане на часовник и други тихи звуци, а в условия на шум е трудно да се различи силната реч на събеседника. В реални условия акустичен сигнал не съществува при абсолютна тишина. Външен шум, неизбежно присъстващ на мястото на слушане, маскира основния сигнал до известна степен и го прави труден за възприемане. Увеличаването на прага на чуване на един тон (или сигнал) при излагане на друг тон (шум или сигнал) се нарича маскиране.

Експериментално е установено, че тон с всякаква честота се маскира от по-ниски тонове много по-ефективно, отколкото от по-високи, с други думи, нискочестотните тонове маскират високочестотните тонове по-силно, отколкото обратното. Например, когато възпроизвеждаме звуци от 440 и 1200 Hz едновременно с еднакъв интензитет, ще чуем само тона с честота 440 Hz и само като го изключим, ще чуем тона с честота 1200 Hz. Степента на маскиране зависи от съотношението на честотите и е сложна по природа, свързана с криви на еднаква сила на звука (фиг. 1.3.α и 1.3.6).

Колкото по-голямо е съотношението на честотите, толкова по-малък е ефектът на маскиране. Това до голяма степен обяснява феномена на "транзисторния" звук. Спектърът на нелинейните изкривявания на транзисторните усилватели се простира до 11-ти хармоник, докато спектърът на ламповите усилватели е ограничен до 3...5-ти хармоник. Теснолентовите шумомаскиращи криви за тонове с различни честоти и нива на интензитет имат различен характер. Ясното възприемане на звука е възможно, ако неговият интензитет надвишава определен праг на чуваемост. При честоти от 500 Hz и по-ниски, излишният интензитет на сигнала трябва да бъде около 20 dB, при честота от 5 kHz - около 30 dB, и

при честота 10 kHz - 35 dB. Тази особеност на слуховото възприятие се взема предвид при запис на звуков носител. Така че, ако съотношението сигнал/шум на аналогов запис е около 60...65 dB, тогава динамичният диапазон на записаната програма може да бъде не повече от 45...48 dB.

Маскиращият ефект влияе върху субективно възприеманата сила на звука. Ако компонентите на сложен звук са разположени близо един до друг по честота и се наблюдава тяхното взаимно маскиране, тогава силата на звука на такъв сложен звук ще бъде по-малка от силата на звука на неговите компоненти.

Ако няколко тона са разположени толкова далеч по честота, че взаимното им маскиране може да бъде пренебрегнато, тогава общата им сила на звука ще бъде равна на сумата от силата на звука на всеки от компонентите.

Постигането на „прозрачност“ на звука на всички инструменти на оркестър или поп ансамбъл е трудна задача, която се решава от звукорежисьор - чрез умишлено подчертаване на най-важните инструменти на дадено място от произведението и други специални техники.

Бинаурален ефект

Способността на човек да определя посоката на източника на звук (поради наличието на две уши) се нарича бинаурален ефект. Звукът достига до ухото, разположено по-близо до източника на звук, по-рано, отколкото до второто ухо, което означава, че се различава по фаза и амплитуда. Когато слушате реален източник на сигнал, бинауралните сигнали (т.е. сигналите, идващи до дясното и лявото ухо) са статистически свързани помежду си (корелирани). Точността на локализиране на източник на звук зависи както от честотата, така и от местоположението му (пред или зад слушателя). Слуховият орган получава допълнителна информация за местоположението на източника на звук (отпред, отзад, отгоре) чрез анализ на характеристиките на спектъра на бинауралните сигнали.

До 150...300 Hz човешкият слух има много малка насоченост. При честоти 300...2000 Hz, за които дължината на полувълната на сигнала е съизмерима с „междинното” разстояние 20...25 cm, фазовите разлики са значителни. Започвайки от честота 2 kHz, насочеността на слуха рязко намалява. При по-високи честоти разликата в амплитудите на сигнала става по-важна. Когато разликата в амплитудата надвишава прагова стойност от 1 dB, източникът на звук изглежда от страната, където амплитудата е по-голяма.

Когато слушателят е позициониран асиметрично спрямо високоговорителите, възникват допълнителни разлики в интензивността и времето, които водят до пространствени изкривявания. Освен това, колкото по-далеч е KIZ (видимият източник на звук) от центъра на основата (Δ Л> 7 dB или Δτ > 0,8 ms), толкова по-малко податливи са на изкривяване. В Δ Л> 20 dB, Δτ > 3...5 ms EQI се превръщат в реални (високоговорители) и не подлежат на пространствени изкривявания.

Експериментално е установено, че пространствените изкривявания липсват (незабележими), ако честотната лента на всеки канал е ограничена отгоре с честота най-малко 10 kHz, а високочестотните (над 10 kHz) и нискочестотните (под 300) Hz) част от спектъра на тези сигнали се възпроизвежда монофонично.

Грешката при оценката на азимута на източника на звук в хоризонталната равнина отпред е 3...4°, отзад и във вертикалната равнина - приблизително 10...15°, което се обяснява с ефекта на екраниране на ушите.

Оборудване.

Таблица „Орган на слуха“, модел „Орган на слуха“, домашни таблици „Източник на звук“, „Приемник на звук“, „Шум“, „Диапазон на чуваемост“. Генератор, камертон, камертон с резонаторна кутия, микрофон, осцилоскоп, магнетофон (запис от планетата Земя).

Цели на урока:

1. Цели за развитие.

• Развиване на логическото мислене на учениците, разглеждане на звука, неговите източници, възприемане и предаване от гледна точка на биологията, физиката, астрономията, географията, биологията и екологията.
• Формиране на целостта на естествено-научната картина на света у децата.
• Развивайте воля и независимост. Развийте самоконтрол: самоувереност, способност за преодоляване на трудностите при изучаването на природните науки.
• Развиване на интелектуални умения: способност за анализиране, сравняване на слуховите органи с микрофон.

2. Образователни цели.

• Уверете се, че учениците разбират основите на науката.
• Обобщават и затвърждават, систематизират придобитите преди това знания по предметите биология, физика, астрономия, химия, екология, география.
• Развийте умения за работа с игрови елементи, видеоклипове и илюстративни материали.
• Да се ​​създаде здравна култура в часовете по биология.
• Да се ​​формира цялостна представа за природата и човека като важен компонент на природата и като разумно същество, влияещо на природата.

3. Образователни цели.

• Да възпита самостоятелна, свободна личност, която има сетивно възприемане на природата, която владее различни начини на познание.
• Да възпитава екологична култура и мислене у учениците.

Тип урок:изучаване на нов материал.

Тип урок:комбиниран урок.

Средства за обучение:компютър, проектор, мултимедийни учебни помагала, слайдове с илюстрации, термини, понятия, експерименти, видео демонстрации.

План на урока: (слайд -2)

По време на часовете

I. Организационен момент.

II. Актуализиране на знанията.

Дори Г. Хелмхолц смята, че камерата представлява модел на човешкото око. Намерете подобни образувания в окото и в камерата и ги свържете с линии.

III. Учене на нов материал.

1. Характеристики на планетата Земя.

Земята е синя планета, формата й е ротационен елипсоид или по-точно кардиоид. Среден радиус R= 6400 km, маса на планетата m=6* 10 24 kg. (слайд 3). В този свят има цветове и звуци, но най-важното е, че на Земята има интелигентен живот.

Човекът живее в свят на звуци: птичи песни, звуци на музика, шум на гора, транспорт, ...

2. Какъв е източникът на звук?

Източниците на звук са трептящи тела, ще го докажем експериментално. Нека сглобим инсталацията, показана на слайда.

Демонстрация:Донесохме камертон от Земята - устройство, което представлява извит метален прът на крак (Фигура 1). Ако ударим крака на камертона с чук, ще чуем звука, който издава осцилиращата пръчка. Звукът не е силен, защото повърхността на клоните на пръта е малка. За да се усили звукът, кракът на камертона е фиксиран върху дървена кутия, избрана така, че честотата на собствените му вибрации да съвпада с честотата на вибрациите на камертона. Възниква резонанс, стените на кутията започват да вибрират интензивно на честотата на камертона и звукът става по-силен. Кутията се нарича резонатор (слайд). Каква е функцията на резонатора на жаба?

Вибрациите на звучащ камертон могат да се наблюдават и по друг начин. За да направите това, прикрепете игла към един клон на камертона и бързо изтеглете върха й по опушената стъклена плоча. Ако камертонът не звучи, ще видим права линия на плочата (Фигура 2). Звукът на камертон оставя отпечатък върху плочата под формата на вълнообразна линия. Едно пълно трептене съответства на една издатина и една вдлъбнатина на тази линия (Фигура 2) (слайд 4).

Изводи от опит:Всеки източник на звук задължително вибрира (най-често тези вибрации са невидими за окото).

3. Нека сега разгледаме как се разпространява звукът.

Обяснение на учениците: осцилиращо бутало - дифузьор, изтласквайки молекулите на въздуха, създава области на кондензация и разреждане. Посоките на разпространение на звука и движението на въздушните молекули съвпадат, така че звукът е надлъжна вълна.

Смущаващи вълни, разпространяващи се във всяка среда или пространство във времето (слайд 5). Най-важните и често срещани видове вълни са еластични вълни, течни повърхностни вълни и електромагнитни вълни.

4. Какво е проводникът на звука?

Заключението на учениците от опита: за да се разпространи звукът, е необходима еластична среда като въздуха. На Луната няма атмосфера, така че там няма звуци - това е свят на тишина. Еластични тела – добри проводници на звука. Повечето метали, дърво, газове и течности са еластични тела и следователно провеждат звука добре.

Звукът може да се разпространява в течни и твърди среди. Показана е таблицата „Скорост на звука в различни среди” от учебника по физика, стр. 125 (слайд 7)

Скорост на звука в различни среди, m/s (при t=20 C)

Таблицата показва, че в метала скоростта на разпространение на звуковите вълни е по-голяма, отколкото в течностите, а в течностите е по-голяма, отколкото в газовете. Затова под водата ясно се чуват звуците на витла и ударите на камъни... Рибите чуват стъпките и гласовете на хората по брега, това е добре известно на рибарите. Звукът на движещ се влак може да се чуе, ако поставите ухото си на релсите, тъй като звукът се разпространява по тях по-добре, отколкото във въздуха. Когато сложите ухото си на земята, можете да чуете тропот на препускащ кон.

Изводи на учениците:

1. Източникът на звука са вибриращи тела.
2. Звукът преминава през еластична среда.
3. Меките и порести тела са лош проводник на звука.
4. Звукът не може да се разпространява в безвъздушно пространство.
5. Силата на звука зависи от повърхността на трептящите тела.

5. Хората общуват с помощта на реч - модулирани звукови вибрации.Нека да разгледаме как работи звуковият източник на човек (слайд 8).

Звукът възниква, когато въздухът преминава през гласните струни, които се намират между хрущялите на ларинкса и се образуват от гънките на лигавицата (пояснение следва в таблицата). Пространството между гласните струни се нарича глотис. Когато земляните мълчат, гласните струни се разминават и глотисът прилича на равнобедрен триъгълник. При говорене или пеене гласните струни се затварят. Издишаният въздух притиска гънките, те започват да вибрират – ражда се звук. При шепнене са напълно затворени. Гласните струни се контролират от мозъка, изпращайки подходящи сигнали по нервите.

Височината на гласа на човека е свързана с дължината на гласните струни: колкото по-къси са гласните струни, толкова по-висока е честотата на техните вибрации и толкова по-висок е гласът. Женските имат по-къси гласни струни от мъжете, поради което женските гласове са по-високи. Гласните струни могат да вибрират между 80 и 10 000 пъти в секунда. Окончателното образуване на звук се случва в кухините на назофаринкса - един вид резонатори.

6. Как се възприема звукът?

Знаем, че източникът на звук е вибриращо тяло и че звукът се разпространява в еластична среда. Сега нека разберем как се възприема звукът.

Приемник звук може би микрофон . Микрофонът преобразува звуковите механични вибрации в електрически. Уловените сигнали са слаби и преобразуваната от микрофона енергия е много малка. Поради това електрическите сигнали от микрофона се усилват.

- Приемник звукът се появява сред земляните слухов апарат или орган на слуха . Между звучащото тяло (източник на звук) и ухото (приемник на звук) има вещество, което предава звукови вибрации от източник към приемник. Най-често това вещество е въздух.

Слуховият орган на земляните се състои от три части: външно ухо, средно ухо и вътрешно ухо. Външното ухо се образува от ушната мида, външния слухов канал и тъпанчето. Функцията му е да улавя звук и да го провежда. Средното ухо е представено от камера, пълна с въздух с обем 1-2 ml. В тази камера има три кости, които се движат една с друга: чукът, инкусът и стремето. Малеусът е свързан с тъпанчето, а стремето е свързано с вътрешното ухо през овалния прозорец. Средното ухо е свързано с назофаринкса чрез евстахиевата тръба. При резки промени в налягането (излитане и кацане на самолет, издигане на подводница) се препоръчва да говорите, да отворите устата си и да преглъщате, тъй като това отваря евстахиевата тръба и изравнява налягането върху тъпанчето от двете страни (слайд -9).

Вътрешното ухо се намира в дебелината на темпоралната кост (слайд 10), вътре в която има мембранен лабиринт. Вътрешното ухо е пълно с течност. Състои се от три полукръгли канала - вестибуларния апарат, който не е свързан с възприемането на звука, и кохлеята, която има вид на спираловиден канал. Основната мембрана се простира по протежение на кохлеарния канал, през който влакната са опънати като стълба. Тези влакна съдържат колоновидни епителни клетки, които образуват кортиевия орган. Чувствителните влакна на слуховия нерв завършват върху епителните клетки. В кохлеята звуковата енергия се преобразува в енергията на нервните импулси, които се предават по слуховия нерв до слуховия център, разположен в темпоралния лоб на кората на главния мозък.

Принципът му на действие е същият като този на микрофона.

7. Как се предава звукът?

Звуковите вибрации във въздуха причиняват вибрации в тъпанчето, което съответства на мембраната на микрофона, и се предават през слуховите костици до вътрешното ухо, където предизвикват вибрации в течността, изпълваща кохлеарния канал. В същото време влакната на основната мембрана и така наречените космени клетки на органа на Корти започват да вибрират. При всяко издигане космите им се опират в покривната мембрана, космите се огъват, мембранният потенциал на клетките се променя и възниква възбуждане в нервните влакна (слайд 11).

Мозъкът непрекъснато обработва входящите импулси, което води до звукови усещания.

8. Екология на слуха.

Човешкият звуков приемник се влияе негативно от шума. Шумът е всеки вид звук, който се възприема като неприятен, смущаващ или дори болезнен. Типични примери за шум са свистене, пращене, съскане. (Разказът е придружен от звукови шумове).

При постоянни резки удари на звукови вълни тъпанчето вибрира с голяма амплитуда. Поради това той постепенно губи своята еластичност и слухът на земляните става тъп. Освен това, чрез органа на слуха, шумът засяга централната нервна система. И може да причини различни физиологични (учестен пулс, повишено кръвно налягане) и психични разстройства (намалено внимание, нервност). Дългосрочното излагане на шум е един от факторите, допринасящи за развитието на язви и дори инфекциозни заболявания. В резултат на това продължителността на живота на земляните се скъсява и генофондът на човечеството намалява.

По правило шумът ни дразни: пречи ни на работа, почивка и мислене. Но шумът може да има и успокояващ ефект. Такова влияние върху човек се упражнява например от шумоленето на листата, рева на морския прибой. (Разказът е придружен със звукозапис).

Какво е шум? То се разбира като произволни сложни вибрации от различно физическо естество.

Шумовото замърсяване на околната среда нараства непрекъснато.

9. Количествени характеристики на звука. Слайд 12.

Шумът е вид звук, въпреки че често се нарича „нежелан звук“. Човек чува звуци с честота на трептене в диапазона 16-20 000 Hz. Когато звуковата вълна се разпространява от кондензация и разреждане на въздуха, налягането върху тъпанчето се променя. Единицата за налягане е 1N/m2, а единицата за звукова мощност е 1W/m2.

Минималната сила на звука, която човек възприема, се нарича праг на чуване. Тя е различна за различните хора и следователно, условно, прагът на слуха се счита за звуково налягане, равно на 2* 10 -5 N/m 2 при 1000 Hz, съответстващо на мощност от 10 -12 W/m 2. Именно с тези стойности се сравнява измерения звук.

Единицата за сила на звука се нарича Бел - на името на изобретателя на телефона А. Бел (1847-1922). Силата на звука се измерва в децибели: 1 dB = 1,1 B (Bel).

Възприемането на звука зависи не само от неговите количествени характеристики (налягане и мощност). Но и върху неговото качество - честота. Един и същи звук при различни честоти се различава по сила на звука. Някои хора не могат да чуват високочестотни звуци. Така при възрастните хора горната граница на звуково възприятие намалява до 6000 Hz. Те не чуват например писъка на комара, който издава звуци с честота около 20 000 Hz

Нека да разгледаме таблицата "Шум". Показва различни източници на шум. Звуците от 0 до 80 dB са приятни за възприемане и не предизвикват негативни емоции. (Започва запис на касета: пеят птици, приятна музика, шепот...)

Ако силата на звука надвишава 80 dB, шумът има вредно въздействие върху здравето: повишава кръвното налягане, причинява нарушения на сърдечния ритъм, а продължителното излагане на силен шум води до глухота.

Много силен звук (със сила на звука над 180 dB) може дори да причини разкъсване на тъпанчето. Трябва да се работи с шума. Умението да мълчи е показател за културата на човека и неговото добро отношение към другите. Земните хора имат нужда от тишина точно толкова, колкото от слънце и чист въздух.

10. Шумово замърсяване в град Набережние Челни.

В нашия град основният източник на шум е автомобилният транспорт. Ние нямаме заводи или фабрики. Източниците на шум в жилищни и обществени помещения са преди всичко дейността на хората (говорене, викове, свирене на музикални инструменти, ходене, преместване на мебели) и свързаната с това работа на радио- и телевизионни приемници, магнетофони, електромеханични домакински уреди, както и експлоатацията на санитарните помещения.-техническо оборудване.

Екология и хигиена на слуха (разказ на слайд -13).

Увреждането и отслабването на слуха може да бъде причинено от:

1. Вътрешни промени(според таблицата)

• Увреждане на слуховия нерв -> нарушаване на предаването на импулси към слуховата кора.
• Образуването на “церумна тапа” във външния слухов проход -> нарушаване на предаването на звукови вибрации към вътрешното ухо.

2. Външни фактори(слайд 14)

Забранено е: (слайд-15)

• Слушайте много силна музика.
• При силни, остри звуци дръжте устата си отворена.
• При силен вятър и минусови температури ходете без шапка.
• Опитайте се сами да премахнете чуждите предмети от ушния канал.

IV. Заключение.

Но и абсолютната тишина потиска човека. В пълна тишина, например в звукоизолирана камера, звуци и шумолене, които при нормални условия остават незабелязани, веднага започват да ви безпокоят - сърцебиене, пулс, дишане и дори шумолене на мигли. Тези обикновено недоловими звуци в условията на абсолютна тишина се възприемат от човек с такава интензивност, че могат да причинят сериозни психични разстройства при хора, които са били в звукоизолирана камера за дълго време. Както виждаме, природата на шума е двойна: той е вреден и необходим едновременно. Ето защо, когато говорим за борба с шума, трябва да запомните, че не говорим за всички звуци като цяло, а само за нежелани, дразнещи, вредни ефекти върху тялото. Установено е например, че хората с умствен труд, хората с развита чувствителност (учени, представители на творчески професии) усещат въздействието на шума по-остро, отколкото представителите на други форми на заетост. Следователно от субективна гледна точка шумът може да се определи като всеки нежелан, смущаващ, вреден звук.

Шумовете, които са остри, нестабилни, неочаквани или нередовно повтарящи се, са особено вредни. Хората живеят в свят на звуци. Звукът е механична вълна. Човешкият звукоприемник - ухото - възприема като звуци само вълни с честота от 16 до 20 000 Hz. С гласа си хората могат да предадат не само информация, но и чувства и настроение: радост, гняв, заплаха, присмех.

V. Домашна работа:Слайд 16, 17.

• 1 ниво (по програма): Работа по учебника.
• Ниво 2 (полукреативно ниво):

Отговори на следните въпроси:

1. Защо чукват с чук, когато проверяват колелата на вагона, докато влакът е паркиран?
2. Според вас звуковите вълни от околната среда ще бъдат ли възприети от човек, ако някоя част от слуховия анализатор е повредена (обосновете отговора си)?
3. Как мислите, как се предават звуковите вибрации от околната среда към слуховите рецептори на земляните?
4. Честотата на вибрациите на крилете на колибри е 35-50Hz. Ще можете ли да чуете летенето на колибри?
5. Двама души слушат, надявайки се да чуят звука на приближаващ влак. Единият допря ухо до релсите, другият не. Кой от тях пръв ще разбере за приближаващия влак и защо?

• Ниво 3. Намерете подобни образувания в структурата на микрофона и органа на слуха.

Сравнете структурата на микрофона и слуховия орган (слайд 18).

ЛИТЕРАТУРА(слайд-19-20)

1. Резанова Е.А., Антонова И.П. Човешка биология в таблици, фигури и диаграми .- М.: Издателство - училище, 1998.
2. Превод от английски О.В. Иванова. Човешка анатомия. Как работи тялото ви. - М .: LLC TD “Издателство Светът на книгите”, 2007.- 80-83 с., ил.
3. Перишкин А.В., Гутник Е., М. Физика 9 клас. - М.: Дропла, 2001.
4. Мангутова Л.А., Зефирова Т.П. Популярна екология. – Казан: Екологичен фонд на Република Татарстан, 1997.
5. Цузмет А.М., Петришина О.Л., Биология. Човекът и неговото здраве. 9 клас. - М.: Образование, 1990.
6. Сонин Н. И., Сапин М. Р. Биология. Човек. 8 клас. – М.: Дропла, 2001.
7. Сапин М. Р., Билич Г. Л. Анатомия на човека - М.: Висше училище, 1989.
8. Бордовски Г.А. Физически основи на естествознанието. - М.: Дропла, 2004.
9. Богданова Т. Л., Солодова Е. А. Биология. Наръчник за гимназисти и кандидат-студенти. – М.: АСТ – ПРЕССКОЛА, 2004.
10. Добренков Г.А. Светогледни функции на физическата химия // Химия и светоглед / Отг. изд. Ю.А. Овчинников. – М.: Наука. – 1986 г.
11. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Началото на химията. – М.: Изпит, 2001.
12. Кутина И.В. Формиране на научен мироглед. Взаимовръзка на физика, химия, биология. // Биология. Седмично приложение към вестник “Първи септември”. – 1998. – No 1-10.
13. Ожерелев Д.И. Формиране на научен мироглед в обучението по химия. – М.: Висше училище, 1982.
14. Чернова Н.М. Екология. - М.: Образование, 1988.
15. Reimers N.P. Опазване на природата и околната среда. - М.: Образование, 1992.

Концепцията за звук и шум. Силата на звука.

Звукът е физическо явление, което представлява разпространение на механични вибрации под формата на еластични вълни в твърда, течна или газообразна среда.Както всяка вълна, звукът се характеризира с амплитуда и честотен спектър. Амплитудата на звуковата вълна е разликата между най-високата и най-ниската стойност на плътността. Честотата на звука е броят на вибрациите на въздуха в секунда. Честотата се измерва в Херц (Hz).

Вълните с различни честоти се възприемат от нас като звуци с различна височина. Звук с честота под 16 – 20 Hz (обхвата на човешкия слух) се нарича инфразвук; от 15 – 20 kHz до 1 GHz, – ултразвук, от 1 GHz – хиперзвук. Сред чуваните звуци са фонетичните звуци (звуците на речта и фонемите, които изграждат говоримия език) и музикалните звуци (звуците, които изграждат музиката). Музикалните звуци съдържат не един, а няколко тона, а понякога и шумови компоненти в широк диапазон от честоти.

Шумът е вид звук, той се възприема от хората като неприятен, смущаващ или дори болезнен, създаващ акустичен дискомфорт.

За количествено определяне на звука се използват осреднени параметри, определени на базата на статистически закони. Интензитетът на звука е остарял термин, който описва количество, подобно на, но не идентично с интензитета на звука. Зависи от дължината на вълната. Мерна единица за интензитет на звука - бел (B). Ниво на звука по-честоОбща сума измерено в децибели (това е 0,1B).Слухът на човек може да открие разлика в нивото на звука от приблизително 1 dB.

За измерване на акустичния шум лабораторията Орфийлд е основана в Южен Минеаполис от Стивън Орфийлд. За постигане на изключителна тишина в стаята са използвани акустични платформи от фибростъкло с дебелина метър, двойни стени от изолирана стомана и бетон с дебелина 30 см. Стаята блокира 99,99 процента от външните звуци и абсорбира вътрешните. Тази камера се използва от много производители за тестване на силата на звука на техните продукти, като сърдечни клапи, звук на дисплея на мобилен телефон и звук от превключвател на таблото на автомобила. Използва се и за определяне на качеството на звука.

Звуците с различна сила имат различен ефект върху човешкото тяло. Така Звук до 40 dB има успокояващ ефект.Излагането на звук от 60-90 dB предизвиква чувство на раздразнение, умора и главоболие. Звукът със сила 95-110 dB постепенно причинява отслабване на слуха, нервно-психически стрес и различни заболявания.Звук от 114 dB причинява звуково опиянение, подобно на алкохолното, нарушава съня, разрушава психиката и води до глухота.

В Русия има санитарни стандарти за допустими нива на шум, където за различни територии и условия на присъствие на човек са дадени максималните стойности на нивото на шума:

· на територията на микрорайона 45-55 dB;

· в училищните класни стаи 40-45 dB;

· болници 35-40 dB;

· в индустрията 65-70 dB.

През нощта (23:00-7:00) нивата на шум трябва да бъдат с 10 dB по-ниски.

Примери за интензитет на звука в децибели:

· Шумолене на листа: 10

· Жилищна площ: 40

· Разговор: 40–45

· Кабинет: 50–60

· Шум от магазина: 60

Телевизор, крещи, смях на разстояние 1 м: 70–75

· Улица: 70–80

Фабрика (тежка промишленост): 70–110

· Верижен трион: 100

· Реактивно изстрелване: 120–130

· Диско шум: 175

Човешкото възприятие на звуците

Слухът е способността на биологичните организми да възприемат звуци със слуховите си органи.Произходът на звука се основава на механични вибрации на еластични тела. В слоя въздух, непосредствено до повърхността на осцилиращото тяло, възниква кондензация (компресия) и разреждане. Тези компресии и разреждания се редуват във времето и се разпространяват странично под формата на еластична надлъжна вълна, която достига до ухото и предизвиква периодични колебания на налягането в близост до него, засягайки слуховия анализатор.

Обикновеният човек може да чуе звукови вибрации в честотния диапазон от 16–20 Hz до 15–20 kHz.Способността за разграничаване на звуковите честоти зависи до голяма степен от индивида: неговата възраст, пол, предразположеност към слухови заболявания, обучение и слухова умора.

При хората органът на слуха е ухото, което възприема звуковите импулси и също така е отговорно за позицията на тялото в пространството и способността за поддържане на равновесие. Това е сдвоен орган, който се намира в темпоралните кости на черепа, ограничен отвън от ушите. Представлява се от три отдела: външно, средно и вътрешно ухо, всеки от които изпълнява свои специфични функции.

Външното ухо се състои от ушна мида и външен слухов канал. Ушната мида в живите организми работи като приемник на звукови вълни, които след това се предават във вътрешността на слуховия апарат. Стойността на ушната мида при хората е много по-малка, отколкото при животните, така че при хората тя е практически неподвижна.

Гънките на човешката ушна мида въвеждат малки честотни изкривявания в звука, влизащ в ушния канал, в зависимост от хоризонталната и вертикалната локализация на звука. Така мозъкът получава допълнителна информация, за да изясни местоположението на източника на звук. Този ефект понякога се използва в акустиката, включително за създаване на усещане за съраунд звук при използване на слушалки или слухови апарати. Външният слухов проход завършва сляпо: той е отделен от средното ухо с тъпанчето. Звуковите вълни, уловени от ушната мида, удрят тъпанчето и го карат да вибрира. От своя страна вибрациите от тъпанчето се предават към средното ухо.

Основната част на средното ухо е тъпанчевата кухина - малко пространство с обем около 1 cm³, разположено в темпоралната кост. Тук има три слухови костици: малеус, инкус и стреме - те са свързани помежду си и с вътрешното ухо (прозореца на преддверието), предават звуковите вибрации от външното към вътрешното ухо, като едновременно с това усилват тях. Кухината на средното ухо е свързана с назофаринкса чрез евстахиевата тръба, чрез която се изравнява средното налягане на въздуха вътре и извън тъпанчето.

Вътрешното ухо се нарича лабиринт поради сложната си форма. Костният лабиринт се състои от вестибюла, кохлеята и полукръглите канали, но само кохлеята е пряко свързана със слуха, вътре в която има мембранен канал, пълен с течност, на долната стена на който има рецепторен апарат на слуховия анализатор, покрити с космени клетки. Космените клетки отчитат вибрациите на течността, изпълваща канала. Всяка космена клетка е настроена на определена звукова честота.

Човешкият слухов орган работи по следния начин. Ушните миди улавят вибрациите на звуковите вълни и ги насочват в ушния канал. Вибрациите се изпращат по него към средното ухо и при достигане на тъпанчето го карат да вибрира. Чрез системата от слухови осикули вибрациите се предават по-нататък - към вътрешното ухо (звуковите вибрации се предават на мембраната на овалното прозорче). Вибрациите на мембраната карат течността да се движи в кохлеята, което от своя страна кара основната мембрана да вибрира. Когато влакната се движат, космите на рецепторните клетки се допират до покривната мембрана. В рецепторите възниква възбуждане, което в крайна сметка се предава по слуховия нерв до мозъка, където през средния мозък и диенцефалона възбуждането навлиза в слуховата зона на мозъчната кора, разположена в темпоралните лобове. Тук се прави окончателното разграничение между природата на звука, неговия тон, ритъм, сила, височина и значението му.

Ефектът на шума върху хората

Трудно е да се надцени въздействието на шума върху здравето на хората. Шумът е един от онези фактори, с които не можете да свикнете. На човек изглежда само, че е свикнал с шума, но акустичното замърсяване, действащо постоянно, разрушава човешкото здраве. Шумът предизвиква резонанс на вътрешните органи, като постепенно ги износва, без да усетим. Не е за нищо, че през Средновековието е имало екзекуция „от камбаната“. Ревът на камбаните измъчвал и бавно убивал осъдения.

Дълго време ефектът на шума върху човешкото тяло не е бил специално изследван, въпреки че още в древността са знаели за неговата вреда. В момента учени в много страни по света провеждат различни изследвания, за да определят ефекта на шума върху човешкото здраве. На първо място, нервната, сърдечно-съдовата и храносмилателната система са засегнати от шума.Съществува връзка между честотата и продължителността на живот в условия на акустично замърсяване. Увеличаване на заболяванията се наблюдава след живот 8-10 години при излагане на шум с интензитет над 70 dB.

Дългосрочният шум влияе неблагоприятно на слуховия орган, намалявайки чувствителността към звука.Редовното и продължително излагане на промишлен шум от 85-90 dB води до загуба на слуха (постепенна загуба на слуха). Ако интензитетът на звука е над 80 dB, съществува опасност от загуба на чувствителност на вилите, разположени в средното ухо - процесите на слуховите нерви. Смъртта на половината от тях все още не води до забележима загуба на слуха. И ако повече от половината умрат, човекът ще бъде потопен в свят, в който не може да се чуе шумоленето на дърветата и жуженето на пчелите. Със загубата на всичките тридесет хиляди слухови власинки човек навлиза в свят на тишина.

Шумът има акумулиращ ефект, т.е. Акустичното дразнене, натрупвайки се в тялото, все повече потиска нервната система. Следователно, преди загубата на слуха от излагане на шум, възниква функционално разстройство на централната нервна система. Шумът има особено вредно въздействие върху нервно-психическата дейност на организма. Процесът на нервно-психични заболявания е по-висок при хората, работещи в шумни условия, отколкото при хората, работещи в нормални звукови условия. Всички видове интелектуална дейност са засегнати, настроението се влошава, понякога има чувство на объркване, тревожност, страх, страх, а при висок интензитет - чувство на слабост, като след силен нервен шок. Във Великобритания например всеки четвърти мъж и всяка трета жена страдат от неврози поради високите нива на шум.

Шумовете причиняват функционални нарушения на сърдечно-съдовата система. Промените, настъпващи в сърдечно-съдовата система на човека под въздействието на шума, имат следните симптоми: болка в областта на сърцето, сърцебиене, нестабилност на пулса и кръвното налягане, а понякога има тенденция към спазми на капилярите на крайниците и дъното на окото. Функционалните промени, които настъпват в кръвоносната система под въздействието на интензивен шум, могат с течение на времето да доведат до постоянни промени в съдовия тонус, допринасяйки за развитието на хипертония.

Под въздействието на шума се променя метаболизма на въглехидратите, мазнините, протеините и солите, което се изразява в промени в биохимичния състав на кръвта (нивото на кръвната захар намалява). Шумът има вредно въздействие върху зрителните и вестибуларните анализатори, намалява рефлексната активносткоето често причинява инциденти и наранявания. Колкото по-висок е интензитетът на шума, толкова по-зле човек вижда и реагира на случващото се.

Шумът влияе и върху способността за извършване на интелектуална и образователна дейност. Например за представянето на учениците. През 1992 г. летището в Мюнхен е преместено в друга част на града. И се оказа, че студентите, живеещи в близост до старото летище, които преди затварянето му показаха лошо четене и запаметяване, започнаха да показват много по-добри резултати в мълчание. Но в училищата в района, където беше преместено летището, академичното представяне, напротив, се влоши и децата получиха ново извинение за слаби оценки.

Изследователите са открили, че шумът може да унищожи растителните клетки. Например, експерименти показват, че растенията, изложени на звукова бомбардировка, изсъхват и умират. Причината за смъртта е прекомерното отделяне на влага през листата: когато нивото на шума надвиши определена граница, цветята буквално избухват в сълзи. Пчелата губи способността си да се ориентира и спира да работи, когато е изложена на шума на реактивен самолет.

Много шумната съвременна музика също притъпява слуха и причинява нервни заболявания. При 20 процента от момчетата и момичетата, които често слушат модерна модерна музика, слухът им е притъпен в същата степен, както при 85-годишните. Играчите и дискотеките представляват особена опасност за тийнейджърите. Обикновено нивото на шума в дискотека е 80–100 dB, което е сравнимо с нивото на шума от интензивен уличен трафик или турбореактивен самолет, излитащ на 100 метра. Силата на звука на плейъра е 100–114 dB. Чукът е почти толкова оглушителен. Здравите тъпанчета могат да издържат сила на звука на плейъра от 110 dB за максимум 1,5 минути без повреда. Френските учени отбелязват, че увреждането на слуха в нашия век се разпространява активно сред младите хора; С напредването на възрастта е по-вероятно те да се нуждаят от слухови апарати. Дори ниските нива на звука пречат на концентрацията по време на умствена работа. Музиката, дори много тиха, намалява вниманието - това трябва да се има предвид при писане на домашна работа. Когато звукът се усили, тялото произвежда много хормони на стреса, като адреналин. В същото време кръвоносните съдове се стесняват и чревната функция се забавя. В бъдеще всичко това може да доведе до нарушения в работата на сърцето и кръвообращението. Увреждането на слуха поради шум е нелечимо заболяване. Почти невъзможно е хирургично да се възстанови повреден нерв.

Не само звуците, които чуваме, ни влияят негативно, но и тези, които са извън обхвата на чуваемост: на първо място инфразвукът. Инфразвукът се среща в природата при земетресения, мълнии и силни ветрове. В града източници на инфразвук са тежките машини, вентилаторите и всяко оборудване, което вибрира . Инфразвук с ниво до 145 dB причинява физически стрес, умора, главоболие, смущения в работата на вестибуларния апарат. Ако инфразвукът е по-силен и по-продължителен, тогава човек може да почувства вибрации в гърдите, сухота в устата, замъглено зрение, главоболие и световъртеж.

Опасността от инфразвука е, че е трудно да се предпазите от него: за разлика от обикновения шум, той е практически невъзможен за абсорбиране и се разпространява много по-далеч. За да го потиснете, е необходимо да намалите звука при самия източник с помощта на специално оборудване: шумозаглушители от реактивен тип.

Пълната тишина също има вредно въздействие върху човешкото тяло.Така служители на едно дизайнерско бюро, което имаше отлична звукоизолация, в рамките на една седмица започнаха да се оплакват от невъзможността да работят в условия на потискаща тишина. Бяха нервни и загубиха работоспособност.

Следното събитие може да се счита за конкретен пример за въздействието на шума върху живите организми. Хиляди неизлюпени пиленца загинаха в резултат на драгиране, извършено от германската компания Mobius по нареждане на Министерството на транспорта на Украйна. Шумът от работещите съоръжения се разпространява на 5-7 км, оказвайки негативно въздействие върху прилежащите територии на Дунавския биосферен резерват. Представители на Дунавския биосферен резерват и още 3 организации бяха принудени болезнено да признаят смъртта на цялата колония от петниста рибарка и обикновена рибарка, които се намираха на Птича коса. Делфините и китовете са изхвърлени на брега поради силните звуци на военния сонар.

Източници на шум в града

Звуците имат най-вредно въздействие върху хората в големите градове. Но дори в крайградските общности можете да страдате от шумово замърсяване, причинено от работещото оборудване на вашите съседи: косачка, струг или стерео система. Шумът от тях може да надвишава максимално допустимите норми. И все пак основното шумово замърсяване възниква в града. Негов източник в повечето случаи са превозните средства. Най-силният интензитет на звуците идва от магистрали, метро и трамваи.

Автомобилен транспорт. Най-високи нива на шум се наблюдават по главните улици на градовете. Средната интензивност на трафика достига 2000-3000 транспортни единици на час и повече, а максималните нива на шум са 90-95 dB.

Нивото на уличния шум се определя от интензивността, скоростта и състава на транспортния поток. В допълнение, нивото на уличния шум зависи от решенията за планиране (надлъжен и напречен профил на улиците, височина и плътност на застрояването) и такива елементи на озеленяване като настилката на пътното платно и наличието на зелени площи. Всеки от тези фактори може да промени нивото на транспортния шум с до 10 dB.

В един индустриален град високият процент товарен транспорт по магистралите е обичаен. Увеличаването на общия поток от автомобили, камиони, особено тежкотоварни с дизелови двигатели, води до повишаване на нивата на шума. Шумът, който се появява на платното на магистралата, се простира не само в района до магистралата, но и дълбоко в жилищните сгради.

Железопътен транспорт. Повишените скорости на влаковете също водят до значително повишаване на нивата на шум в жилищни райони, разположени по протежение на железопътните линии или в близост до сортировъчни гари. Максималното ниво на звуково налягане на разстояние 7,5 m от движещ се електрически влак достига 93 dB, от пътнически влак - 91, от товарен влак -92 dB.

Шумът, генериран от преминаването на електрически влакове, лесно се разпространява на открити площи. Звуковата енергия намалява най-значително на разстояние от първите 100 m от източника (средно с 10 dB). На разстояние 100-200 шумопотискането е 8 dB, а на разстояние от 200 до 300 е само 2-3 dB. Основен източник на железопътен шум е ударът на вагоните при движение по фуги и неравности на релсите.

От всички видове градски транспорт най-шумният трамвай. Стоманените колела на трамвая при движение по релси създават ниво на шум с 10 dB по-високо от колелата на автомобилите при контакт с асфалта. Трамваят създава шумови натоварвания при работещ двигател, отваряне на врати и подаване на звукови сигнали. Високото ниво на шум от трамвайния трафик е една от основните причини за намаляването на трамвайните линии в градовете. Трамваят обаче има и редица предимства, така че чрез намаляване на шума, който създава, той може да спечели в конкуренцията с други видове транспорт.

Високоскоростният трамвай е от голямо значение. Може успешно да се използва като основен вид транспорт в малки и средни градове, а в големите - като градски, крайградски и дори междуградски, за комуникация с нови жилищни райони, индустриални зони и летища.

Въздушен транспорт. Въздушният транспорт представлява значителен дял от шумовото замърсяване в много градове. Летищата на гражданската авиация често се намират в непосредствена близост до жилищни сгради, а въздушните маршрути минават над множество населени места. Нивото на шума зависи от посоката на пистите и маршрутите на полетите на самолетите, интензивността на полетите през деня, сезоните на годината и типовете самолети, базирани на дадено летище. При денонощна интензивна работа на летищата еквивалентните нива на звука в жилищните райони достигат 80 dB през деня, 78 dB през нощта, а максималните нива на шум варират от 92 до 108 dB.

Индустриални предприятия. Индустриалните предприятия са източник на много шум в жилищните райони на градовете. Нарушаване на акустичния режим се отбелязва в случаите, когато тяхната територия е в непосредствена близост до жилищни райони. Проучване на индустриалния шум показа, че природата на звука е постоянна и широколентова, т.е. звук от различни тонове. Най-значимите нива се наблюдават при честоти от 500-1000 Hz, тоест в зоната на най-голяма чувствителност на слуховия орган. В производствените цехове са монтирани голям брой различни видове технологично оборудване. Така тъкачните работилници могат да се характеризират с ниво на звука 90-95 dB A, механични и инструментални - 85-92, коване - 95-105, машинни помещения на компресорни станции - 95-100 dB.

Битова техника. С настъпването на постиндустриалната ера все повече и повече източници на шумово замърсяване (както и електромагнитно) се появяват в човешкия дом. Източникът на този шум е битова и офис техника.

Човек възприема звука през ухото (фиг.).

Има мивка, разположена отвън външно ухо , преминаваща в слуховия канал с диам д 1 = 5 мми дължина 3 см.

Следва тъпанчето, което вибрира под въздействието на звукова вълна (резонира). Мембраната е прикрепена към костите средно ухо , предавайки вибрации към друга мембрана и по-нататък към вътрешното ухо.

Вътрешно ухо изглежда като усукана тръба ("охлюв") с течност. Диаметърът на тази тръба д 2 = 0,2 ммдължина 3 – 4 смдълго.

Тъй като въздушните вибрации в звукова вълна са слаби, за да възбудят директно течността в кохлеята, системата на средното и вътрешното ухо, заедно с техните мембрани, играят ролята на хидравличен усилвател. Площта на тъпанчето на вътрешното ухо е по-малка от площта на мембраната на средното ухо. Натискът, упражняван от звука върху тъпанчетата, е обратно пропорционален на площта:

.

Поради това натискът върху вътрешното ухо се увеличава значително:

.

Във вътрешното ухо по цялата му дължина е опъната друга мембрана (надлъжна), твърда в началото на ухото и мека в края. Всеки участък от тази надлъжна мембрана може да вибрира със собствена честота. В твърдия участък се възбуждат високочестотни трептения, а в мекия участък се възбуждат нискочестотни трептения. По дължината на тази мембрана е вестибулокохлеарният нерв, който усеща вибрациите и ги предава на мозъка.

Най-ниска честота на вибрация на източник на звук 16-20 Hzсе възприема от ухото като нисък басов звук. Регион най-висока чувствителност на слуха улавя част от средночестотните и част от високочестотните поддиапазони и съответства на честотния диапазон от 500 Hz преди 4-5 kHz . Човешкият глас и звуците, произвеждани от повечето важни за нас процеси в природата, имат честота в един и същ интервал. В този случай звуци с честоти, вариращи от 2 kHzпреди 5 kHzчува се от ухото като звънене или свистене. С други думи, най-важната информация се предава на звукови честоти до приблизително 4-5 kHz.

Подсъзнателно човек разделя звуците на „положителни“, „отрицателни“ и „неутрални“.

Отрицателните звуци включват звуци, които преди са били непознати, странни и необясними. Те предизвикват страх и безпокойство. Те включват и нискочестотни звуци, например тих барабан или вой на вълк, тъй като те предизвикват страх. Освен това страх и ужас се събуждат от недоловими нискочестотни звуци (инфразвук). Примери:

През 30-те години на 20 век огромна органна тръба е използвана като сценичен ефект в един от лондонските театри. Инфразвукът на тази тръба накара цялата сграда да трепери и ужасът се настани в хората.

Служители на Националната лаборатория по физика в Англия проведоха експеримент, като добавиха ултраниски (инфразвук) честоти към звука на конвенционалните акустични инструменти за класическа музика. Слушателите усетиха спад в настроението и изпитаха чувство на страх.

В катедрата по акустика на Московския държавен университет са проведени изследвания за влиянието на рок и поп музиката върху човешкото тяло. Оказа се, че честотата на основния ритъм на композицията „Deep People” предизвиква неконтролируема възбуда, загуба на контрол над себе си, агресивност към другите или негативни емоции към себе си. Песента "Бийтълс", на пръв поглед благозвучна, се оказа вредна и дори опасна, защото има основен ритъм от около 6,4 Hz. Тази честота резонира с честотите на гръдния кош, коремната кухина и е близка до естествената честота на мозъка (7 Hz.). Следователно, когато слушате тази композиция, тъканите на корема и гърдите започват да болят и постепенно се срутват.

Инфразвукът предизвиква вибрации в различни системи в човешкото тяло, по-специално в сърдечно-съдовата система. Това има неблагоприятни ефекти и може да доведе например до хипертония. Трептенията с честота 12 Hz могат, ако интензитетът им превиши критичния праг, да причинят смъртта на висши организми, включително хора. Тази и други инфразвукови честоти присъстват в индустриален шум, шум от магистрали и други източници.

Коментирайте: При животните резонансът на музикалните честоти и естествените честоти може да доведе до нарушаване на мозъчната функция. Когато звучи "метъл рок", кравите спират да дават мляко, но прасетата, напротив, обожават металния рок.

Звуците на поток, приливът на морето или песента на птиците са положителни; предизвикват спокойствие.

Освен това рокът не винаги е лош. Например кънтри музиката, изсвирена на банджо, помага за възстановяване, въпреки че има лош ефект върху здравето в самото начало на заболяването.

Позитивните звуци включват класически мелодии. Например американски учени поставили недоносени бебета в кутии, за да слушат музиката на Бах и Моцарт, и децата бързо се възстановили и наддали.

Камбанният звън има благотворен ефект върху човешкото здраве.

Всеки звуков ефект се засилва в здрач и тъмнина, тъй като делът на информацията, получена чрез зрението, намалява

Звукопоглъщане във въздуха и ограждащите повърхности

Поглъщане на звук във въздуха

Във всеки момент във всяка точка на помещението интензитетът на звука е равен на сумата от интензитета на директния звук, излъчван директно от източника, и интензитета на звука, отразен от ограждащите повърхности на помещението:

Когато звукът се разпространява в атмосферния въздух и във всяка друга среда, възникват загуби на интензитет. Тези загуби се дължат на поглъщането на звукова енергия във въздуха и ограждащите повърхности. Нека разгледаме използването на звукопоглъщане вълнова теория .

Абсорбция звукът е феноменът на необратимо преобразуване на енергията на звукова вълна в друг вид енергия, главно в енергията на топлинното движение на частиците на средата. Звукопоглъщането става както във въздуха, така и когато звукът се отразява от ограждащите повърхности.

Поглъщане на звук във въздухапридружено от намаляване на звуковото налягане. Оставете звука да пътува по посоката rот източника. Тогава в зависимост от разстоянието rспрямо източника на звук, амплитудата на звуковото налягане намалява според експоненциален закон :

, (63)

Където стр 0 – начално звуково налягане при r = 0

,

 – коефициент на поглъщане звук. Формула (63) изразява закон за поглъщане на звука .

Физически смисълкоефициент  е, че коефициентът на поглъщане е числено равен на реципрочната стойност на разстоянието, на което звуковото налягане намалява в д = 2,71 веднъж:

SI единица:

.

Тъй като силата на звука (интензитета) е пропорционална на квадрата на звуковото налягане, тогава същото закон за поглъщане на звука може да се запише като:

, (63*)

Където аз 0 – сила на звука (интензитет) в близост до източника на звук, т.е r = 0 :

.

Графики на зависимости стр звук (r) И аз(r) са представени на фиг. 16.

От формула (63*) следва, че за нивото на звуковия интензитет е валидно уравнението:

.

. (64)

Следователно единицата SI за коефициент на поглъщане е: непер на метър

,

Освен това може да се изчисли в бел на метър (б/м) или децибели на метър (dB/m).

Коментирайте: Звукопоглъщането може да се характеризира фактор на загуба , което е равно

, (65)

Където  – дължина на звуковата вълна, продукт  – л огаритмичен коефициент на затихване звук. Стойност, равна на реципрочната стойност на коефициента на загуба

,

Наречен качествен фактор .

Все още няма пълна теория за поглъщането на звука във въздуха (атмосферата). Многобройни емпирични оценки дават различни стойности на коефициента на поглъщане.

Първата (класическа) теория за звукопоглъщането е създадена от Стокс и се основава на отчитане на влиянието на вискозитета (вътрешно триене между слоевете на средата) и топлопроводимостта (изравняване на температурата между слоевете на средата). Опростено Формула на Стокс има формата:

, (66)

Където  – вискозитет на въздуха,  – коефициент на Поасон,  0 – плътност на въздуха при 0 0 C,  – скорост на звука във въздуха. При нормални условия тази формула ще приеме формата:

. (66*)

Формулата на Стокс (63) или (63*) обаче е валидна само за моноатомен газове, чиито атоми имат три транслационни степени на свобода, т.е  =1,67 .

За газове от 2, 3 или многоатомни молекули значение  значително повече, тъй като звукът възбужда ротационни и вибрационни степени на свобода на молекулите. За такива газове (включително въздух) формулата е по-точна

, (67)

Където T н = 273,15 K –абсолютна температура на топене на леда (тройна точка), стр н = 1,013 . 10 5 па -нормално атмосферно налягане, TИ стр– реална (измерена) температура и атмосферно налягане,  =1,33 за двуатомни газове,  =1,33 за три- и многоатомни газове.

Звукопоглъщане от ограждащи повърхности

Звукопоглъщане от ограждащи повърхностивъзниква, когато звукът се отразява от тях. В този случай част от енергията на звуковата вълна се отразява и предизвиква появата на стоящи звукови вълни, а другата енергия се преобразува в енергията на топлинното движение на препятстващите частици. Тези процеси се характеризират с коефициента на отражение и коефициента на поглъщане на ограждащата конструкция.

Коефициент на отражение звук от препятствие е безразмерна величина, равна на съотношението на частта от енергията на вълнатаУ отрицателен , отразена от препятствието, до цялата енергия на вълнатаУ подложка падане върху препятствие

.

Звукопоглъщането от препятствие се характеризира с коефициент на поглъщане – безразмерна величина, равна на съотношението на частта от енергията на вълнатаУ абсорбиращ погълнат от препятствие(и трансформирана във вътрешната енергия на бариерното вещество), към цялата вълнова енергияУ подложка падане върху препятствие

.

Среден коефициент на поглъщане звукът от всички ограждащи повърхности е еднакъв

,

, (68*)

Където  аз – коефициент на звукопоглъщане на материала азто препятствие, S i – площ азт препятствия, С– общата площ на препятствията, н- брой различни препятствия.

От този израз можем да заключим, че средният коефициент на абсорбция съответства на един материал, който би могъл да покрие всички повърхности на бариерите на помещението, като същевременно поддържа пълно звукопоглъщане (А ), равни

. (69)

Физическо значение на пълното звукопоглъщане (A): числено е равен на коефициента на звукопоглъщане на отворен отвор с площ 1 m2.

.

Единицата за звукопоглъщане се нарича сабин:

.