Підручник Фізика 9 клас з поглибленим вивченням - Т М. Засєкіна - Оріон 2017 рік

Розділ 3 МЕХАНІЧНІ ТА ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ХВИЛІ

§ 26. ВІБРАЦІЇ ТА ШУМИ. ІНФРА- Й УЛЬТРАЗВУКИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ

Ви дізнаєтесь

- Як впливають шум, інфра- та ультразвуки на організми

Пригадайте

- Коливання якої частоти відповідають інфра- й ультразвукам

Шум і вібрації. Одним з антропогенних (створених людиною) факторів забруднення довкілля є шум. Шумове забруднення, за даними австрійських учених, скорочує тривалість життя населення великих міст на 10-20 років. Промислові підприємства, транспорт, побутові пристрої, радіо й телебачення, смартфони створюють відчутну «шумову атаку» на організм людини.

Про негативний вплив гучних звуків на організм людини красномовно свідчить такий історичний факт: у Стародавньому Китаї до людей, які нешанобливо ставилися до релігії, застосовували покарання звуком. «Хто паплюжить Всевишнього, не повинен бути повішеним, але флейтисти, барабанщики та горлані повинні безперервно грати перед ним і вдень, і в ночі, доки він не впаде намертво».

А що ми можемо зробити для вирішення проблеми міського шуму? Багато. Наприклад, стежити за тим, щоб удома не звучали занадто гучно й одночасно аудіо- та відеопристрої; розмовляти вдома, на вулиці, у транспорті тихо, не підвищуючи голосу; насаджувати дерева й кущі, адже правильно висаджені зелені насадження можуть значно зменшити міський шум — улітку його «розсіює» й «поглинає» листя, а взимку — сніг на гілках.

На виробництві джерелами шуму є працюючі верстати та механізми, ручні механізовані інструменти, електричні машини, компресори, ковальсько-пресове й підйомно-транспортне устаткування, допоміжне устаткування (вентиляційні установки, кондиціонери) та інше.

Найпростішими засобами боротьби із шумом є: звукоізолювальний кожух, який може закривати окремий вузол машини; акустичні екрани, що відгороджують шумний механізм від робочого місця або зони обслуговування машини; шумопоглинальне облицювання для стін і стелі. Враховуючи те, що за допомогою таких засобів не завжди вдається вирішити проблему високого рівня шуму на виробництві, велика увага повинна приділятися застосуванню індивідуальних засобів захисту (антифони, заглушки та ін.) (мал. 178).

Вібрація — це механічний коливальний рух системи з пружними зв’язками між компонентами. Тривала дія потужної вібрації на організм людини призводить до передчасного стомлення, зниження продуктивності праці, зростання захворюваності й нерідко до виникнення професійної патології — вібраційної хвороби.

Мал. 178. Засоби індивідуального захисту від виробничого шуму

За способом дії на людину вібрацію умовно поділяють на: місцеву (локальну), таку, що передається на руки працюючого, і загальну, що передається через опорні поверхні на тіло людини (у положенні сидячи — сідниці, а в положенні стоячи — підошви ніг).

Зменшення шкідливого впливу вібрації ручних механізованих інструментів на працюючого досягається засобами зовнішнього віброзахисту, якими є пружно демпфуючі матеріали та пристрої, розміщені між джерелом вібрації й руками людини.

Ультразвук та його практичне використання. Коливання, що поширюються у пружному середовищі з частотою, яка є більшою, ніж верхня межа звукового діапазону ( > 20 000 Гц), називають ультразвуком.

Ультразвукові хвилі мають безліч застосувань у науці й техніці:

- контроль перебігу певного процесу (концентрації суміші газів, складу різних рідин тощо);

- ультразвукові товщиноміри, прилади для визначення рівня рідин у великих, недоступних для прямих вимірювань ємностях;

- дефектоскопія — контроль якості (наявності порожнин і нерівномірної густини) виробів із твердих матеріалів (рейок, прокату тощо);

- звукобачення (виявляється, перетворивши ультразвукові коливання на електричні, а електричні на світлові, можна побачити певні предмети в непрозорих для світла середовищах);

- ультразвукові мікроскопи;

Мал. 179. Застосування ультразвуку в медицині

- на принципі відбивання ультразвукових імпульсів від перешкоди ґрунтується робота таких приладів, як ехолот, гідролокатор;

- ультразвук дає змогу обробляти крихкі деталі (скло, кераміку). Широко застосовується ультразвук у медицині (мал. 179);

- виявлення тромбів. Лікар натискає на вену, сканує її ультразвуком й отримує зображення внутрішніх структур за допомогою хвиль, які ними відбиваються і вловлюються приймальним пристроєм;

- діагностика, терапевтичне та хірургічне лікування. Ультразвукові методи в деяких випадках забезпечують більш тонке розрізнення структури тканин, ніж рентгенівські. Широко застосовується діагностика й дослідження плоду матері, дослідження пухлин головного мозку (нейрохірургія), вивчення геодинаміки, виявлення гіпертрофії м’язів серця (кардіологія);

- механічні коливання, що виникають при порівняно невеликій інтенсивності ультразвуку, викликають своєрідний масаж тканин, що забезпечує кращий обмін речовин і кращеживлення тканин кров’ю та лімфою.

Інфразвук і його практичне використання. Коливання, що поширюються у пружному середовищі з частотою, яка є меншою від нижньої межі звукового діапазону ( < 16 Гц), називають інфразвуком.

Джерелами інфразвуку є землетруси, виверження вулканів, а також вібрації масивних верстатів, компресорів та іншого устаткування. Найбільшу інтенсивність інфразвукових коливань створюють машини і механізми, що мають велику площу поверхні й здійснюють низькочастотні механічні коливання.

Дослідження дії інфразвуку на організм людини показали, що він може викликати зміни в центральній нервовій, серцево-судинній і дихальній системах, а також у вестибулярному аналізаторі. Тривала дія потужних джерел інфразвуку спричинює зниження слуху людини переважно на низьких і середніх частотах.

Людина не чує цих коливань, але відчуває тривогу й дискомфорт. Більш чутливі до інфразвукових коливань деякі тварини. Відомо, що собаки й коти перед землетрусом намагаються втекти з дому.

Інфразвукові коливання погано поглинаються. Тому вони поширюються на значні відстані у повітрі, воді й земній корі. Цю їхню властивість використовують при визначенні епіцентрів вибуху, для завчасного повідомлення про наближення цунамі, а також при дослідженнях верхніх шарів атмосфери й підводного світу.

Науковці вважають, що інфразвук, який супроводжує виникнення полярного сяйва, є причиною дивного стану деяких людей. Вони ніби зовсім відмежовані від навколишнього світу, збуджено розмовляють з невидимими співрозмовниками, хитаються в такт музики, яку чують лише вони. Буває, бродять, як сновиди, або йдуть з дому. Коли вони приходять до тями, то згадують, що чули казкові звуки й підкорялися Полярній зорі, яка кликала їх у землю предків. Річ у тім, що людина не сприймає інфразвук органами слуху, але він впливає на її мозок і серцево-судинну систему, а тому наслідки для організму можуть бути непередбачуваними.

ФОРМУЄМО КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

1. Розкажіть про властивості інфра- та ультразвуку, а також про їхнє практичне використання.

2. У чому полягає шкідлива дія на людський організм ультразвуку, інфразвуку, шуму та вібрацій?





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити