Содержание:
В основе возникновения шума (как и звука) лежат механические колебания упругих тел. В слое воздуха, непосредственно примыкающем к поверхности колеблющегося тела, возникают сгущения (сжатия) и разрежения. Эти сжатия и разрежения чередуются во времени и распространяются в стороны в виде упругой продольной волны. Последняя достигает нашего уха и вызывает вблизи него периодические колебания давления, которые воздействуют на слуховой анализатор.
Звуковой, или слуховой, анализатор состоит из трех отделов: рецепторного аппарата, проводниковой системы с промежуточными подкорковыми передаточными центрами и коркового отдела, где осуществляется анализ и синтез. В рецепторный аппарат входят наружное, среднее и внутреннее ухо. В частотном анализе звуков существенно значение внутреннего уха и, в частности, кортиева органа, который является своеобразным механическим спектральным анализатором, функционирующим как ряд взаимно рассогласованных фильтров. Слуховой анализатор у человека - высокоразвитая биологическая система, воспринимающая и анализирующая механические колебания воздушной среды, трансформирующая эти колебания в импульсы, которые переживаются как ощущение звука. Рецепторы слухового анализатора в основном возбуждаются звуковыми волнами. В них происходит первичный анализ звуковых разрежений. Проводниковая система от воспринимающих приборов (внутренее ухо) передает импульсы в головной мозг. Высший анализ и синтез слуховых импульсов происходит в корковом отделе слухового анализатора. В коре возбуждение принимает новые качества, переходит в ощущение.
Ухо человека воспринимает в виде звука колебания, частота которых лежит в пределах от 17 до 20 тыс. Гц. С физиологической точки зрения различают низкие, средние и высокие звуки. Колебания охватывают большой диапазон частот: от 1 до 16 Гц - инфразвуковые, от 16 до 20 тыс. Гц - звуковые и выше 20 тыс. Гц - ультразвуковые колебания. Область слышимых звуков, т. е. граница наибольшей чувствительности уха, заключенная между порогом слышимости и болевым порогом, равна 130 дБ А. Звуки, которые мы слышим каждый день, очень разнообразны. Звуки, издаваемые гармонически колеблющимся телом, называют музыкальным тоном. Музыкальные тоны отличаются
на слух громкостью и высотой. Громкость звука определяется амплитудой колебаний. Чувствительность нашего уха зависит от частоты звука.
Звуковые колебания одинаковых амплитуд не кажутся нам одинаково громкими, если частоты их различны. Высота звука определяется частотой колебания. Для музыкального тона соответствует определенная частота колебания, а следовательно, и определенная высота звука.
В шуме присутствуют колебания всевозможных частот.
Принято делить шумы на низкочастотные (ниже 350 Гц), средне-частотные (от 350 до 800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц).
При малой частоте колебаний звук воспринимается как низкий, при большой частоте - как высокий. По закону резонанса различные по высоте звуки вызывают колебания различных по длине волокон основной мембраны улитки.
Высокие звуки оказывают более неблагоприятное действие на слух и на весь организм человека, чем низкие, поэтому и шум, в спектре которого преобладают высокие частоты, более вреден, чем шум с низкочастотным спектром.
Огромный диапазон восприятия звуков объясняется способностью человеческого слуха реагировать не на абсолютный, а на относительный прирост громкости звука. Это означает, что физиологическое ощущение одинаковых приростов громкости возникает при изменении, силы звука не на одинаковое количество единиц, а в одинаковое число раз. Так, изменение звукового давления в 10 раз (от 1 до 10 бар, от 10 до 100 бар и т. д.) воспринимается как одинаковый прирост громкости. То же самое происходит и при восприятии частоты колебаний. Наш слух обладает способностью одинаково реагировать не на абсолютные приросты частоты, а на относительные ее изменения. Так, увеличение любой частоты вдвое всегда приводит к ощущению повышения тона на определенную величину, называемую октавой.
С учетом указанных свойств слуха установлена логарифмическая шкала для измерения уровня звукового давления шума. Каждая ступень этой шкалы, соответствующая изменению интенсивности шума в 10 раз, называется белом. Так, если интенсивность одного звука больше интенсивности другого в 10 раз, считают, что второй звук больше первого на один бел, если в 100 раз - на 2 бела, в 10 000 раз - на 4 бела и т. д.
Практически оказалось более удобным пользоваться единицей, которая в 10 раз меньше бела,- децибелом (дБ).
Шум листвы и мерный шелест морского прибоя соответствуют примерно 20 дБ А, телевизор, работающий с умеренной громкостью, дает около 70 дБ А, мотоцикл обрушивает на нас уже 110 дБ А, а отбойный молоток во время дорожных работ - 120 дБ А.
Весь диапазон слышимых звуков укладывается в 140 дБ. Нормируемыми параметрами постоянного или прерывистого шума являются уровни среднеквадратических звуковых давлений (дБ) в октавных полосах с частотой 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для ориентировочной оценки пользуются суммарным уровнем . звука, измеряемым по шкале Ашумомера (дБ А).
|
|