ПЛАН 

ВСТУП

                   Постановка проблеми та аналіз останніх публікацій.

     Представлена  робота присвячена темі «Основні характеристики звуку і шуму».

      Проблема  даного дослідження носить актуальний характер у сучасних умовах. Про це свідчить часте вивчення питань впливу на людину звуків та шуму, як в корисному відношенні, так і в негативному – такому, що шкодить здоров’ю. Працювали з даною темою Корсак К.В., Плахотнік О.В., Грінченко В.Т., Вовк І.В., Маципура В.Т. Не залишається поза увагою вчених проблема боротьби з дуже великим рівнем промислових шумів. На багатьох підприємствах він досягає 90-100 децибелів і більше. Таким чином, вчені у багатьох країнах, на Україні проводять різноманітні випробування з метою вивчення впливу шуму на здоров’я людей.

     Боротьба з усіма видами шумів  - виробничими, вуличними,  побутовими  - представляє одну з найважливіших обов'язків органів санітарної  інспекції  й служби  охорони  праці  на  підприємствах.  Виробництва,  рівень  шуму  яких перевищує припустимі норми, віднесені до категорії шкідливих.

      Для вимірювання шумових характеристик  науково-студентським колективом МАУП триває розробка портативного універсального  пристрою  для вимірювання параметрів акустичного шуму, що має невисоку  вартість  відносно аналогів, що найчастіше  являють  собою складні дорогі  програмно-апаратні комплекси та відрізнялись би високою точністю й надійністю.

      Таким чином, в розробці знаходиться універсальний  прилад  для контролю акустичного оточення,  що  може  працювати так і в автономному переносному режимі, так і у складі апаратно-програмного  комплексу,  він буде дешевший за аналоги і матиме  простий інтерфейс користувача.

     Виділення невирішених проблем  та цілі доповіді. Не зважаючи на таку популярність теми «Основні характеристики звуку та шуму»  слід сказати що  питання впливу шуму на людський організм на сьогодні вивчається недостатньо. Особисто я у своїй роботі хотіла б звернутися не лише до загальних характеристик важливих джерел інформації – звук та шум, а і звернути увагу на необхідність проведення на підприємствах цілої низки  профілактичних дій, які б допомогли знизити вплив шуму, починаючи від забезпечення  засобами індивідуального захисту від шуму — протишумами, звукопоглинаючими бар'єрами і об'ємними поглиначами до насадження навколо підприємств зелених зон.

     Основними завданнями, які випливають з мети роботи, є:

• коротко охарактеризувати звук та шум;
• визначити відмінність між звуком та шумом;
• проаналізувати негативні наслідки впливу шуму на людину;
• висловити свої пропозиції щодо даного питання та зробити висновок роботи.

     Інформаційну  базу дослідження склали підручники, статті з журналів, наукові публікації з обраної тематики, власні спостереження.

     Методи  дослідження. Робота ґрунтується на використанні загальнонаукових та спеціальних методів дослідження. У ході написання роботи використовувалися метод порівняння, системного підходу й аналізу.

     Структура роботи. Вступ, 2 розділи,2 підрозділа(відносяться до 1 розділу), висновки, література. 
 
 
 
 
 
 
 

     1.Суть  явища «звук»

     Ми  живемо у світі звуків. Звуки - це те, що чує наше вухо. Навколо можна чути голоси людей, спів птахів, звуки музичних інструментів, шум лісу, грім під час грози, гуркіт машин. Мабуть, одна з найбільш тендітних і складних систем в організмі людини - слухова. Близько 20 відсотків людей сприймають інформацію на слух набагато краще, ніж при візуальному її надходженні.

     Здавна, звук служить засобом зв’язку та сигналізації. Вивчення всіх його характеристик дозволяє розробляти більш досконалі системи передачі інформації, підвищити дальність систем сигналізаціїї, створювати більш досконалі музичні інструменти. Звукові хвилі є практично єдиним видом сигналів, що поширюються у водному просторі, де вони служать для цілей підводного зв’язку, навігації, локації. Низькочастотний звук є інструментом для дослідження земної кори.

     Радіо, аудіоплеєр, телефон, лекція, бесіда, будильник - ці поняття без слова "звук" стали б порожнім звуком або змінилися б до невпізнання. Адже люди, позбавлені здатності сприймати звук, визнаються суспільством інвалідами.

     У чому ж суть явища, що служить об'єктом  сприйняття одним з почуттів людини - слухом?

     Спочатку  « ... жорстко визначимо: звук - це коливання середовища. З цього, як мінімум, слід: ні середовища - ні звуку. Космонавти у відкритому космосі, позбавлені радіозв'язку, перебуваючи в кількох сантиметрах одне від одного, можуть скільки завгодно кричати щось один одному, бачачи лише рух губ в непроглядній тиші. І лише стикаючись оглядовими склом скафандрів, теоретично вони зможуть почути один одного.

     Говорячи  про звук просто, можна представити  його у вигляді ущільнення середовища, що переміщається прямолінійно в  напрямку геть від джерела коливань. Друге порівняння - морська хвиля. Подібно до звуку, хвилю можна розглянути як деяке "ущільнення" середовища, що переміщається в просторі з певною швидкістю. Так само, як і звук, морська хвиля втрачає свою "ущільненість" з відстанню, поступово згасаючи. Згасання звуку набагато інтенсивніше, ніж у морської хвилі. Воно обернено пропорційно квадрату відстані від джерела звуку» [1. с 460].

     Основними характеристиками звуку є:

• частота,
• довжина хвилі,
• амплітуда і швидкість,
• а також тембр.

     1.1.  Частота і довжина  звукової хвилі.

     Тож  розглянемо більш детальніше поняття  частоти звуку.

     «Частота — це кількість коливань певної точки звукової хвилі в секунду. Одному циклу коливання в секунду відповідає величина 1 Гц (1/с). Більшість звуків, які зустрічаються в природі складні, тобто є накладанням хвиль різної частоти. Людське вухо сприймає розрізняє частоту звукових коливань як висоту звуку або тон. Чим більша частота, тим вищий тон звуку, і, навпаки, чим менша частота, тим нижчий тон звуку.

     Наше  вухо здатне реагувати на порівняно  велику смугу (ділянку) частот звукових коливань — приблизно від 20 Гц до 20 кгц. Ця смуга вміщає всю величезну гамму звуків,  що створюються голосом людини і симфонічним оркестром: від дуже низьких тонів схожих на звук дзижчання жука, до ледве уловимого  високого  писку комара. Коливання частотою до 20 Гц, звані   інфразвуковими, і понад 20 кгц звані ультразвуковими, ми не чуємо.» [2. с 231]. А якщо б наше вухо виявилося здатним реагувати і на ультразвукові коливання, ми, можливо, могли б чути  коливання товкачів  кольорів,  крилець метеликів. 
    Слід звернути увагу, що висота, тобто тон звуку є зовсім інше поняття, ніж сила звуку. Висота звуку залежить не від амплітуди, а від частоти коливань. Товста і довга струна, наприклад, створює  низький тон звуку, тобто коливається повільніше, ніж тонка і коротка струна, що створює високий тон звуку.

     Цікавою особливістю звуку є зміна  його частоти у випадку, коли джерело  рухається з постійною швидкістю. Звук сирени наближається пожежної машини, що рухається у напрямку до нас, вище, ніж у що стоїть на місці, а від віддалюваною - відповідно нижче. Прочитавши міркування нижче, можна уявити собі причину такого явища.

      «Довжина звукової хвилі - характеристика плоскої періодичної хвилі, що позначає найменшу відстань між точками простору, в яких хвиля має одинакову фазу. Довжина хвилі зазвичай позначається грецькою літерою λ.» [2. с 234].

  Ми добре знаємо, що промені світла утворюють чіткі тіні непрозорих предметів, якщо ці предмети знаходяться на шляху променів. В той же час звуки не утворюють таких тіней, у всякому разі тоді, коли розміри перешкод не дуже великі. Звукові хвилі ніби «обтікають» перешкоди. Так, наприклад, ми досить добре чуємо співрозмовника в лісі, незавжаючи на те, що він у цей час може бути закритий деревами. Чим же пояснити, що звук і світло, маючи хвильову природу, демонструють такі, прямо протилежні властивості? Щоб розібратися в цьому, повернемось до поняття довжини хвилі.

      Із  співвідношення  випливає, що чим більша частота звуку, тим менша довжина звукової хвилі. А характер поширення хвиль біля перешкод істотно залежить від співвідношення між розмірами перешкоди і довжиною хвилі. Якщо розміри перешкоди малі порівняно з довжиною хвилі або співвідстані з нею, то хвилі обтікають перешкоду, не даючи тіні. Так, хвилі на поверхні води вільно обтікають стеблини очерету. За товсті ж стовпи чи великі камені хвилі не заходять. «Хвилі чутних звуків звичайно мають довжину близько кількох десятків сантиметрів, але можуть досягати довжини 15 - 20 м. Тому предмети, розміри яких не перевищують 15 - 20 м, не є перешкодами для поширення звукових хвиль, вони їх обтікають, не даючи звукової тіні. Довжини ж світлових хвиль вимірюються десятитисячними частками міліметра, тому всі предмети, що нас оточують, в порівнянні з довжиною світлових хвиль надзвичайно великі і дають чіткі тіні.» [3. с 83].

        Енергетичною характеристикою звукових коливань є інтенсивність звуку – енергія, яка переноситься звуковою хвилею через одиницю поверхні, перпендикулярно напрямку поширенню хвиль, за одиницю часу. Інтенсивність звуку залежить від амплітуди звукового тиску, а також від властивостей самого середовища і від форми хвилі.  

                                          1.2. Швидкість і тембр звуку.

     Швидкість звуку залежить від середовища, через  яке проходять звукові хвилі  і визначається його параметрами - модулями пружності. Швидкість звуку в газах залежить від температури, від маси молекули газу. Загалом вона дорівнює кореню квадратному похідної від модуля пружності середовища відносно густини. При великих інтенсивностях звуку вона залежить також від амплітуди.

     Швидкість звуку в повітрі за нормальних умов становить 340 м/с. Вона дещо зростає з підвищенням температури і зменшується при її пониженні. Швидкість звуку в повітрі практично не залежить від частоти, тому звук розповсюжується на великі вістані без спотворень. В твердих тілах та рідинах звук загалом розповсюджується швидше. Розглянемо «…швидкість розповсюдження звуку в різних середовищах. В газах та рідинах звук розповсюджується як повздовжня хвиля, тобто як послідовність стиснень та розширень. В твердих тілах крім повздовжніх звукових хвиль можуть поширюватись також поперечні звукові хвилі, в яких коливання відбуваються у напрямку перпендикулярному до напрямку розповсюдження. Повздовжні та поперечні хвилі розповсюджуються із різними швидкостями. В неізотропних середовищах, кристалах спостерігається анізотропія швидкості, коли швидкість звуку змінюється в залежності від напрямку розповсюдження». [4. с 35].

     Швидкість поширення звуку в газах залежить від природи газу, щільності середовища, температури та статичного атмосферного тиску. Для рідких і газоподібних середовищ - в основному від природи  середовища. Так, «у повітрі ця величина складає від 330 до 345 м/с при зміні температури від 0 до 20 градусів за Цельсієм, у воді - близько 1 500 м/с, у сталі - 6 000 м/с. Рекордсменом за швидкістю поширення звуку є металевий берилій - 12 500 м/с.» [2. с 145].

     Якщо  порівняти всі ці швидкості зі швидкістю світла то можна зробити висновок, що вони дуже малі. У вакуумі швидкість світла становить близько 300 000 000 м/с. Стає зрозумілим, чому вибух, що стався далеко від нас, чути не відразу. Приблизно кожні 330 метрів від нас до джерела звуку додають 1 секунду до різниці між картинкою візуальної та звукової. Те ж відноситься і до спалаху блискавки. Засікаючи час від моменту спалаху до перших звуків гуркоту, можна з легкістю визначити, на якій відстані від вас вона відбулася. Просто розділіть кількість секунд на три - і отримаєте відстань до найближчої до вас точки спалаху в кілометрах.