Источники инфразвуковых волн

Введение

Инфразвук (от латинского infra - ниже, под), упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвуковой области принимают частоты 16—25 Гц. Нижняя граница инфразвукового диапазона неопределенна. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей Гц., т. е. с периодами в десяток секунд. Обычно слух человека воспринимает колебания в пределах 16-20000 Гц (колебаний в секунду). Инфразвук вызывает нервное перенапряжение, недомогание, головокружение, изменение деятельности внутренних органов, особенно нервной и сердечно - сосудистой систем. Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды. "Голос моря" - это инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря при сильном ветре, в результате вихреобразования за гребнями волн. Вследствие того, что для инфразвука характерно малое поглощение, он может распространяться на большие расстояния, а поскольку скорость его распространения значительно превышает скорость перемещения области шторма, то "голос моря" может служить для заблаговременного предсказания шторма. Своеобразными индикаторами шторма являются медузы. На краю "колокола" у медузы расположены примитивные глаза и органы равновесия - слуховые колбочки величиной с булавочную головку. Это и есть "уши" медузы. Они слышат инфразвуки с частотой 8 - 13 Гц. Шторм разыгрывается еще за сотни километров от берега, он придет в эти места примерно часов через 20, а медузы уже слышат его и уходят на глубину. Длина инфразвуковой волны весьма велика (на частоте 3.5 Гц она равна 100 метрам), проникновение в ткани тела также велико. Можно сказать, что человек слышит инфразвук <всем телом>. В этой работе описаны основные темы, касающиеся инфразвука.

 

Инфразвук в нашем мире

Инфразвук сопровождает нас в повседневном окружении. Инфразвуковые шумы, производимые градирнями теплоэлектроцентралей, различными устройствами всасывания воздуха или выпуска отработавших газов; неслышимые, но такие вредные инфразвуковые излучения мощных виброплощадок, грохотов, дробилок, транспортеров. Инфразвуковые волны активно распространяются в атмосфере. Всё это сказывается на нашем здоровье. Известны некоторые редкие трагические инценденты, предположительно связанные с инфразвуком. Виднейший акустик Т. Тарноци доложил о гибели в гроте Бордаль (Верхняя Венгрия) трех туристов в условиях резкого изменения атмосферного давления. В сочетании с узким и длинным входным коридором грот являл собой подобие низкочастотного резонатора, а это могло послужить причиной резкого увеличения колебаний давления инфразвуковой частоты.

Периодически наблюдавшееся появление судов - “летучих голландцев” с мертвыми на борту также иногда предположительно приписывали мощным инфразвуковым колебаниям, возникающим во время сильных штормов и тайфунов. Если мы смогли бы снабдить все суда простейшими инфразвуковыми самописцами уровня (инфразвукового шума), чтобы можно было сопоставить затем изменения самочувствия экипажа с записанными колебаниями давления воздушной среды. Пока же специалисты по охране окружающей среды ограничились тем, что установили, например, приемники инфразвука в верхних частях “точечных” зданий и при этом обнаружили следующее: во время сильных порывов ветра уровень инфразвуковых колебаний (частоты 0.1 Гц) достигал на тридцатом этаже 140 дБ, то есть даже несколько превышал порог болевого ощущения уха в диапазоне слышимых частот. В одном эксперименте показано, что даже небольшая, по сравнению с длинной инфразвуковой волны, комната может служить волновым резонатором с частотой 5,5 Гц. Экспериментально показано, что нахождение в разных частях даже небольшого помещения способно вызвать разнонаправленную реакцию органов и систем человека и животных. У человека, который находится в одном конце помещения, падает работоспособность, уменьшается частота различия звуковых импульсов и световых мельканий, резко активируется активность регуляции сосудистой системы и развивается реакция гиперкоагуляции крови (сверхсвёртываемости крови).

Это связано с прямым действием инфразвука на стенки кровеносных сосудов. В тоже самое время у человека, находившегося в противоположном конце помещения умеренно, но статистически достоверно, растет работоспособность, уменьшается активность свертывающих систем крови и улучшаются показатели реакции на частоту световых мельканий и звуковых импульсов.

Зависимость ответной реакции организма на нахождение человека и животных в разных частях одного и того же помещения сохранялась в пределах проверенной интенсивности инфразвука от 80 до 120 дБ и частотах 8, 10 и 12 Гц.

Предельно-допустимые уровни (ПДУ) звукового давления на рабочих местах устанавливается СН (санитарные нормы) 2.2.4/1.8.583-96 дифференцированно для различных видов работ. Общий уровень звукового давления для работ различной степени тяжести не должен превышать 100 дБ, для работ различной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности не более 95 дБ.

 

Вывод

За последние десятилетия мы многое узнали о инфразвуке, природе происхождения, его распространения, воздействии на человека, использовании в качестве оружия и о др.. Не все тайны инфразвука перед нами открылись, до сих пор много вопросов остались открытыми. Ответы на них придётся искать последующим поколениям, они обязательно приоткроют “завесу” тайн, которую сейчас скрывает природа. В свое время Роберт Кох предсказал: "Когда-нибудь человечество вынуждено будет расправляться с шумом столь же решительно, как оно расправляется с холерой и чумой". И это действительно так. Ученые многих стран мира решают проблему борьбы с шумом, так как и он является источником инфразвука. Проводятся всякие всевозможные меры “расправы” как над инфразвуком, так и над шумом. Это имеет большое значение. Сейчас между учеными идет спор, опасен ли все-таки так сильно инфразвук или нет. Я могу с большой долей вероятности сказать, что он опасен. Особенно в руках, которые не могут его контролировать и следить за его нераспространением (здесь имеется в виду инфразвуковое оружие). Инфразвук в будущем сможет принести много полезного человечеству, главное правильно и грамотно его использовать.

 

 

Список литературы

1. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.wikipedia.org

2. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.technics.com (данные из сетевого журнала)

3. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.rdkb.ru

4. "Физическая энциклопедия" гл. ред. А. М. Прохоров, Москва: Советская энциклопедия, 1990 г., (второй том).

5. "Борьба с шумом и звуковой вибрацией", Москва, 1989г., (стр. 53-59).

6. "Колебания сосудистой стенки при действии инфразвука", Боенко И. В., Фрайман Б. Я., Воронеж, 1983 г., (стр. 1-8).

Введение

Инфразвук (от латинского infra - ниже, под), упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвуковой области принимают частоты 16—25 Гц. Нижняя граница инфразвукового диапазона неопределенна. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей Гц., т. е. с периодами в десяток секунд. Обычно слух человека воспринимает колебания в пределах 16-20000 Гц (колебаний в секунду). Инфразвук вызывает нервное перенапряжение, недомогание, головокружение, изменение деятельности внутренних органов, особенно нервной и сердечно - сосудистой систем. Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды. "Голос моря" - это инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря при сильном ветре, в результате вихреобразования за гребнями волн. Вследствие того, что для инфразвука характерно малое поглощение, он может распространяться на большие расстояния, а поскольку скорость его распространения значительно превышает скорость перемещения области шторма, то "голос моря" может служить для заблаговременного предсказания шторма. Своеобразными индикаторами шторма являются медузы. На краю "колокола" у медузы расположены примитивные глаза и органы равновесия - слуховые колбочки величиной с булавочную головку. Это и есть "уши" медузы. Они слышат инфразвуки с частотой 8 - 13 Гц. Шторм разыгрывается еще за сотни километров от берега, он придет в эти места примерно часов через 20, а медузы уже слышат его и уходят на глубину. Длина инфразвуковой волны весьма велика (на частоте 3.5 Гц она равна 100 метрам), проникновение в ткани тела также велико. Можно сказать, что человек слышит инфразвук <всем телом>. В этой работе описаны основные темы, касающиеся инфразвука.

 

Источники инфразвуковых волн

Источник инфразвука	Характерный частотный диапазон инфразвука	Уровни инфразвука
Автомобильный транспорт	Весь спектр инфразвукового диапазона	Снаружи 70-90 дБ, внутри до 120 дБ
Железнодорожный транспорт и трамваи	10-16 Гц	Внутри и снаружи от 85 до 120 дБ
Промышленные установки аэродинамического и ударного действия	8-12 Гц	До 90-105 дБ
Вентиляция промышленных установок и помещений, то же в метро	3-20 Гц	До 75-95 дБ
Реактивные самолеты	Около 20 Гц	Снаружи до 130 дБ

 

К основным техногенным источникам инфразвука относится мощное оборудование - станки, котельные, транспорт, подводные и подземные взрывы. Кроме того, инфразвук излучают ветряные электростанции. Природные источники мощного инфразвука – ураганы, извержения вулканов, электрические разряды и резкие колебания давления в атмосфере (уровень от 60 до 90 дБ. Но в этой вредной области инфразвука человек быстро догоняет природу и в ряде случаев уже перегнал ее. Так, при запуске космических ракет типа “Аполлон” рекомендуемое (кратковременное) значение инфразвукового уровня для космонавтов составляло 140 дБ(!), а для обслуживающего персонала и окружающего населения 120 дБ(!). Источником инфразвуковых колебаний являются грозовые разряды (гром), а также взрывы и орудийные выстрелы. В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников, в том числе от взрывов обвалов и транспортных возбудителей. Он содержатся в шуме атмосферы, леса и моря, их источник — турбулентность атмосферы и ветер (пример, так называемый "голос моря" — инфразвуковые колебания, образующиеся от завихрений ветра на гребнях морских волн, существует и другие виды инфразвуковых волн ветрового происхождения). В воздухе возникают не только поперечные колебания, но и продольные, сила возникающего инфразвука пропорциональна квадрату длины волн. При скорости ветра 20 м/с мощность «голоса» может достигать 3 Вт с каждого метра фронта волны. При определенных условиях шторм генерирует инфразвук мощностью уже в десятки кВт. Причем основное излучение инфразвука идет приблизительно в диапазоне около 6 Гц — наиболее опасном для человека. Надо добавить, что «голос», распространяясь со скоростью звука, значительно опережает ветер и морские волны, к тому же инфразвук весьма слабо рассеивается с расстоянием. В принципе он может распространяться без значительного ослабления на сотни и тысячи километров, как в воздухе, так и в воде, причем скорость водяной волны в несколько раз превышает скорость воздушной. Так что — где-то бушует шторм, а в тысяче километров от этого места экипаж какой-то шхуны сходит от 6-герцового излучения с ума и в ужасе бросается в абсолютно спокойное море. При колебаниях порядка 6 герц человек испытывает чувство беспокойства, часто переходящее в безотчетный ужас; при 7 герцах возможен паралич сердца и нервной системы; при колебаниях на порядок выше возможно разрушение технических устройств. В общем, источников инфразвука довольно таки много. Развитие промышленного производства и транспорта привело к значительному увеличению источников инфразвука в окружающей среде и возрастанию интенсивности уровня инфразвука. Краткое описание техногенных источников инфразвука приведено в нижеследующей таблице:

Инфразвук в нашем мире

Инфразвук сопровождает нас в повседневном окружении. Инфразвуковые шумы, производимые градирнями теплоэлектроцентралей, различными устройствами всасывания воздуха или выпуска отработавших газов; неслышимые, но такие вредные инфразвуковые излучения мощных виброплощадок, грохотов, дробилок, транспортеров. Инфразвуковые волны активно распространяются в атмосфере. Всё это сказывается на нашем здоровье. Известны некоторые редкие трагические инценденты, предположительно связанные с инфразвуком. Виднейший акустик Т. Тарноци доложил о гибели в гроте Бордаль (Верхняя Венгрия) трех туристов в условиях резкого изменения атмосферного давления. В сочетании с узким и длинным входным коридором грот являл собой подобие низкочастотного резонатора, а это могло послужить причиной резкого увеличения колебаний давления инфразвуковой частоты.

Периодически наблюдавшееся появление судов - “летучих голландцев” с мертвыми на борту также иногда предположительно приписывали мощным инфразвуковым колебаниям, возникающим во время сильных штормов и тайфунов. Если мы смогли бы снабдить все суда простейшими инфразвуковыми самописцами уровня (инфразвукового шума), чтобы можно было сопоставить затем изменения самочувствия экипажа с записанными колебаниями давления воздушной среды. Пока же специалисты по охране окружающей среды ограничились тем, что установили, например, приемники инфразвука в верхних частях “точечных” зданий и при этом обнаружили следующее: во время сильных порывов ветра уровень инфразвуковых колебаний (частоты 0.1 Гц) достигал на тридцатом этаже 140 дБ, то есть даже несколько превышал порог болевого ощущения уха в диапазоне слышимых частот. В одном эксперименте показано, что даже небольшая, по сравнению с длинной инфразвуковой волны, комната может служить волновым резонатором с частотой 5,5 Гц. Экспериментально показано, что нахождение в разных частях даже небольшого помещения способно вызвать разнонаправленную реакцию органов и систем человека и животных. У человека, который находится в одном конце помещения, падает работоспособность, уменьшается частота различия звуковых импульсов и световых мельканий, резко активируется активность регуляции сосудистой системы и развивается реакция гиперкоагуляции крови (сверхсвёртываемости крови).

Это связано с прямым действием инфразвука на стенки кровеносных сосудов. В тоже самое время у человека, находившегося в противоположном конце помещения умеренно, но статистически достоверно, растет работоспособность, уменьшается активность свертывающих систем крови и улучшаются показатели реакции на частоту световых мельканий и звуковых импульсов.

Зависимость ответной реакции организма на нахождение человека и животных в разных частях одного и того же помещения сохранялась в пределах проверенной интенсивности инфразвука от 80 до 120 дБ и частотах 8, 10 и 12 Гц.

Предельно-допустимые уровни (ПДУ) звукового давления на рабочих местах устанавливается СН (санитарные нормы) 2.2.4/1.8.583-96 дифференцированно для различных видов работ. Общий уровень звукового давления для работ различной степени тяжести не должен превышать 100 дБ, для работ различной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности не более 95 дБ.