Шум. 
Действие шума и вибрации на организм человека

Человек рождается и постоянно живет в мире звуков, если они исчезнут, он будет испытывать неудобство и чувство тревоги. Развитие цивилизации шло через общение людей, в том числе посредством речи — звукового общения — одного из видов связи. Но в тоже время шум — это один из главных неблагоприятных факторов (привести примеры и последствия).

Шум — это совокупность звуков различной силы и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени.

По своей природе звуки — механические колебания твердых тел, газов и жидкостей в слышимом диапазоне частот (16−20 000 Гц).

В воздухе механическая волна распространяется от источника колебаний в виде зон сгущения и разряжения. Звуковое поле — область пространства, в котором распространяются звуковые волны. Колебания характеризуются амплитудой и частотой.

Амплитуда колебаний определяет давление и силу звука, чем больше амплитуда, тем больше звуковое давление и громче звук.

Наше ухо улавливает отклонения от давления воздуха, создаваемого звуковой волной от атмосферного. Существует 2 порога чувствительности — нижний и верхний. Нижний порог — 2×10^-5 Па при частоте 1000 Гц, верхний порог — 20 Па при той же частоте.

Частота колебаний влияет на звуковое восприятие и определяет высоту звучания. Колебания с частотой ниже 16 Гц — инфразвук, а выше 20 000 Гц — ультразвук. С возрастом чувствительность слухового восприятия у человека снижается и верхняя граница у людей пожилого возраста может снизиться до 10 000 Гц.

Восприятие человеком звуков в зависимости от частоты меняется. На частоте 1000−4000 Гц она максимальна, ближе к инфраи ультра звуковым значениям она падает.

Физиологическая особенность человека такова, что воспринимая частотную составляющую, мы реагируем не на абсолютный, а на относительный прирост частот: увеличение частоты звука вдвое воспринимается как повышение высоты звучания на определенную величину, называемую октавой. Октава — это диапазон частот, где верхняя граница в два раза больше нижней:

f₂/f₁=2.

Весь диапазон частот, который мы слышим, разбит на октавы. Октава характеризуется среднегеометрическим показателем частоты колебаний (31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16 000 Гц), определяют.

f_c=vf_нхf_в.

В ряде случаев октава является очень широкой полосой и требуется исследование шума в более узких полосах.

Принимают понятие 1/3 октавы — это полоса частоты, у которой.

f₂/f₁=³v2, f_c=f₁⁶v2.

звуковое давление Р н/м² (Па) Скорость звука а=343 мс в воздухе, в воде — 1450 м/с, в металлах — 4900 м/с.

Для оценки шума определяют его интенсивность (или силу). Интенсивность — это количество звуковой энергии, переносимое звуковой волной за единицу времени и отнесенное к единице площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

шум вибрация нормирование вредный.

J=p2/сa (Вm/м2),.

где p — плотность среды, сa — волновое сопротивление среды.

Значение интенсивности меняется в очень широких пределах от 10^-12 до 10² Вm/м², в связи с сильно растянутым диапазоном введены логарифмические величины — уровень интенсивности и уровень звукового давления, выражаемые в децибелах (дБ).

L_i=10lg (J/J₀),.

где J — фактическое, J₀ — пороговое значение интенсивности, J₀=10^-12 Вm/м² при эталонной частоте f=1000 Гц.

Уровень звукового давления.

L_p=20lg (p/p₀),.

где р₀=2×10^-5 Па — пороговое значение.

Использование логарифмической шкалы очень удобно, т.к. отличающиеся между собой звуки по силе в миллиарды раз укладываются в диапазоне 0…140 дБ.

Например: дыхание человека — 10…15 дБ, разговор — 50…60 дБ, двигатель мотоцикла — 95…100 дб, реактичный самолет на взлете — 110…120 дБ. Однако надо помнить, что шум с уровнем интенсивности в 70 дБ в 2 раза громче шума в 60 дБ и в 4 раза громче шума в 50 дБ, что следует из логарифмического построения шкалы.

Надо отметить, что звуки одинаковой интенсивности, но различной частоты воспринимаются на слух не одинаково.

В связи с чем и введено понятие громкости звука.

Измеряют громкость звука в фонах, определяют, сравнивая с эталонным звуком (частотой 1000 Гц). Для эталонного звука фоны приравнены к децибелам.

Есть единица измерения звука — сон, она более наглядна. Уровень громкости в 40 фон принят за 1 сон, 50 фон — 2 сона, а 60 фон — за 4 сона, следовательно, увеличение в фонах на 10 в сонах — в 2 раза.

Необходимо также помнить о способности звуковых волн отражаться от поверхностей или поглощаться ими. Степень отражения зависит от формы и свойств материала отражающей поверхности (чем больше внутренне сопротивление — резина, войлок — тем большая часть звуковой энергии поглощается).

В помещении может наблюдаться реверберация — многократное отражение звука от пола, стен, потолка.

Кстати, человеческое ухо сохраняет ощущение восприятия звука в течение 0,1 сек, поэтому если отраженный звук достигает его с меньшими промежутками, то сливается и лишь усиливает и продлевает основной звук, если же промежуток более 0,1 сек, мы наблюдаем такое явление, как эхо.