Які показники відносяться до фізіологічних характеристик шуму. Фізичні та фізіологічні характеристики звукових хвиль. Швидкість звуку в різних середовищах

Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

ФІЗИЧНІ І ФІЗІОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКУ

Фізичні та фізіологічні характеристики звуку. Діаграма чутності. Рівень інтенсивності та рівень гучності звуку, одиниці їх виміру.

Фізичні характеристики акустичних і, зокрема, звукових хвиль мають об'єктивний характер і можуть бути виміряні відповідними приладами в стандартних одиницях. Що виникає під дією звукових хвиль слухове відчуття суб'єктивно, однак, його особливості багато в чому визначаються параметрами фізичного впливу.

Інтенсивність звуку I. як уже зазначалося раніше, являє собою енергію звукової хвилі, що потрапляє на майданчик одиничної площі за одиницю часу, і вимірюється в Вт / м2. Ця фізична характеристика визначає рівень слухового відчуття. який називається гучністю, що є суб'єктивним фізіологічним параметром. Зв'язок між інтенсивністю і гучністю не є прямо пропорційною. Поки відзначимо лише, що зі збільшенням інтенсивності зростає і відчуття гучності. Кількісну оцінку гучності можна виконати, порівнюючи слухові відчуття, зумовлені звуковими хвилями від джерел з різною інтенсивністю.

При поширенні звуку в середовищі виникає деякий додатковий тиск, що переміщається від джерела звуку до приймача. Величина цього звукового тиску Ртакож представляє фізичну характеристику звуку і середовища його поширення. Вона пов'язана з інтенсивністю співвідношенням

Частота звукових гармонійних коливань визначає ту сторону звукового відчуття, яку називають висотою звуку. Якщо звукові коливання періодичні, але не підкоряються гармонійним законом, то висота звуку оцінюється вухом по частоті основного тону (перша гармонійна складова в ряду Фур'є), період якого збігається з періодом складного звукового впливу.

Слухові відчуття формуються лише в тому випадку, коли інтенсивність звукових хвиль перевищує деяке мінімальне значення, зване порогом чутності. Для різних частот звукового діапазону цей поріг має різні значення, тобто слуховий апарат має спектральної чутливістю.

Спектральний склад звукових коливань визначається числом гармонійних складових і співвідношенням їх амплітуд, і характеризує тембр звуку. Тембр, як фізіологічна характеристика слухового відчуття, в деякій мірі залежить також від швидкості наростання і мінливості звуку.

Зі збільшенням інтенсивності звуку, природно, зростає і відчуття гучності. Однак, звукові хвилі з інтенсивністю близько 1-10 Вт / м2 викликають відчуття болю. Значення інтенсивності, при перевищенні якого виникає біль, називається порогом больового відчуття. Як і поріг чутності, він теж залежить від частоти звуку, хоча і в меншій мірі. Область інтенсивностей звуку, укладена між больовим порогомі порогом чутності відповідна частотного діапазону 16-20000 Гц. називається областю чутності.

Кількісна зв'язок між ними встановлюється на основі закону Вебера-Фехнера. зв'язує ступінь відчуття і інтенсивність викликав його подразника: відчуття зростає в арифметичній прогресії, якщо інтенсивність подразника збільшується в геометричній прогресії Іншими словами: фізіологічна реакція (в даному випадку гучність) на подразник (інтенсивність звуку) не пряма пропорційна інтенсивності подразника, а зростає з її збільшенням значно слабше - пропорційно логарифму інтенсивності подразника.

Для встановлення кількісного зв'язку між інтенсивністю і гучністю звуку введемо рівень інтенсивності звуку (L) - величину, пропорційну десятковому логарифму відношення інтенсивності звуку

коефіцієнт пу формулі визначає одиницю виміру рівня інтенсивності звуку. Зазвичай приймають п = 10, тоді величина L вимірюється в децибелах (дБ). На порозі чутності (/ = 1о)рівень інтенсивності звуку I = 0, а на порозі больового відчуття (I = 10 Вт / м2) - L = 130 дБ. Якщо, наприклад, інтенсивність звуку становить 10 ^ -7 Вт / м2 (що відповідає нормальному розмови), то з формули випливає, що рівень його інтенсивності становить 50 дБ.

Рівень гучності звуку (часто його називають просто гучністю) Епов'язаний з рівнем інтенсивності Ј співвідношенням:

Е= kL,

де до- деякий коефіцієнт пропорційності, що залежить від частоти та інтенсивності звуку.

Однак, через залежність порога чутності від частоти рівень гучності також змінюється з частотою. Наприклад, звук з рівнем інтенсивності 20 дБ і частотою 1000 Гц буде сприйматися істотно більш гучним, ніж звук з тим же рівнем інтенсивності, але частотою 100 Гц. Однаковий рівень гучності на цих частотах буде досягнутий, якщо для 1000 Гц рівень інтенсивності становить 20 дБ. а для 100 Гц --50 дБ. З цих причин для вимірювання рівня гучності вводиться особлива одиниця, звана фоном.

Для частоти 1000 Гц вважається, що рівень інтенсивності в децибелах і рівень гучності в фонах збігаються. При інших частотах з області чутності для переходу від децибел до фонам необхідно вводити відповідні поправки. Цей перехід можна здійснити за допомогою кривих рівної гучності.

Активний транспорт іонів через біомембрані. Види іонних насосів. Принцип роботи натрій-калієвого насоса.

Одним з основних властивостей нервової клітини є наявність постійної електричної поляризації її мембрани - мембранного потенціалу. Мембранний потенціал підтримується на мембрані до тих пір, поки клітина жива, і зникає тільки з її загибеллю.

Причина виникнення мембранного потенціалу:

1. Потенціал спокою виникає насамперед у зв'язку з асиметричним розподілом калію (іонна асиметрія) По обидві сторони мембрани. Так як концентрація його в клітці приблизно в 30 разів вище, ніж в позаклітинному середовищі, існує трансмембранний концентраційний градієнт, що сприяє дифузії калію з клітки. Вихід кожного позитивного іона калію з клітки призводить до того, що в ній залишається незбалансований негативний заряд (органічні аніони). Ці заряди і обумовлюють негативний потенціал всередині клітини.

2. Іонна асиметрія є порушенням термодинамічної рівноваги, і іони калію повинні були б поступово виходити з клітки, а іони натрію - входити в неї. Щоб зберегти таке порушення, необхідна енергія, витрачання якої протидіяв би тепловому вирівнюванню концентрації.

Оскільки іонна асиметрія пов'язана з живим стан і зникає зі смертю, це говорити про те, що ця енергія постачається самим життєвим процесом, тобто обміном речовин . Значна частина енергії обміну речовин витрачається на те, щоб підтримати нерівномірний розподіл іонів між цитоплазмою і середовищем.

Активний транспорт іонів / іонний насос - механізм, який може переносити іони з клітки або всередину клітини проти концентраційних градієнтів (локалізована в поверхневій мембрані клітини і являє собою комплекс ферментів, які використовують для перенесення енергію, що звільняється при гідролізі АТФ).

Асиметрія іонів хлору теж може підтримуватися процесом активного транспорту.

Нерівномірний розподіл іонів призводить до появи концентраційних градієнтів між цитоплазмою клітини і зовнішнім середовищем: калієвий градієнт спрямований зсередини назовні, а натрієвий і хлорний - зовні всередину.

Мембрана не є абсолютно непроникною і здатна певною мірою пропускати через себе іони. Ця здатність неоднакова для різних іонів в стані, що покоїться клітини - вона значно вище для іонів калію, ніж для іонів натрію. Тому основним іоном, який в спокої може в певній мірі дифундувати через клітинну мембрану, є іон калію.

У такій ситуації наявність калієвого градієнта буде приводити до невеликого, але відчутного потоку іонів калію з клітки назовні.

У спокої постійна електрична поляризація клітинної мембрани створюється в основному за рахунок дифузійного струму іонів калію через клітинну мембрану.

Первинно-активний транспорт

Дія пасивного транспорту через мембрану, в ході якого іони переміщаються по їх електрохімічного градієнту, має бути збалансовано їх активним транспортом проти відповідних градієнтів. В іншому випадку, іонні градієнти зникли б повністю, і концентрації іонів по обидві сторони мембрани прийшли б в рівновагу. Це дійсно відбувається, коли активний транспорт через мембрану блокують охолодженням або шляхом використання деяких отрут. Існує кілька систем активного транспорту іонів в плазматичній мембрані (іонні насоси):

1) Натрій-калієвий насос

2) Кальцієвий насос

3) Водневий насос.

Натрій-калієвий насосіснує в плазматичних мембранах всіх тваринних і рослинних клітин. Він викачує іони натрію з клітин і загнетает в клітини іони калію. В результаті концентрація калію в клітинах істотно перевищує концентрацію іонів натрію. Натрій-калієвий насос - один з інтегральних білків мембрани. Він володіє ензимними властивостями і здатний гідролізувати аденозинтрифосфорну кислоту (АТФ), яка є основним джерелом і сховищем енергії метаболізму в клітині. Завдяки цьому зазначений інтегральний білок називається натрій-калійіевой АТФазой . Молекула АТФ розпадається на молекулу аденозіндіфосфорной кислоти (АДФ) і неорганічний фосфат.

Таким чином, натрій-калієвий насос виконує трансмембранний антіпорт іонів натрію і калію. Молекула насоса існує в двох основних конформаціях, взаємне перетворення яких стимулюється гідролізом АТФ. Ці конформації виконують функції переносників натрію і калію. При розщепленні натрій-калієвої АТФази молекули АТФ, неорганічний фосфат приєднується до білка. У цьому стані натрій-калієва АТФаза пов'язує три іона натрію, які викачуються з клітки. Потім молекула неорганічного фосфату від'єднується від насоса-білка, і насос перетворюється в переносник калію. В результаті два іона калію потрапляють в клітину. Таким чином, при розщепленні кожної молекули АТФ, викачуються три іона натрію з клітини і два іона калію закачуються в клітку. Один натрій-калієвий насос може перенести через мембрану 150- 600 іонів натрію в секунду. Наслідком його роботи є підтримка трансмембранних градієнтів натрію і калію.

Через мембрани деяких клітин тваринного (наприклад, м'язових) здійснюється первинно-активний транспорт іонів кальцію з клітини ( кальцієвий насос), Що призводить до наявності трансмембранного градієнта зазначених іонів.

Водневий іонний насосдіє в мембрані бактеріальних клітин і в мітохондріях, а також в клітинах шлунка, що переміщує водневі іони з крові в його порожнину.

Вдруге-активний транспорт

Існують системи транспорту через мембрани, які переносять речовини з області їх низької концентрації в область високої концентрації без безпосереднього витрати енергії метаболізму клітини (як у випадку первинно-активного транспорту). Такий вид транспорту називається вторинно активним транспортом . Вдруге-активний транспорт деякого речовини можливий тільки тоді, коли він пов'язаний з транспортом іншої речовини по його концентраційного або електрохімічного градієнту. Це сімпортний або антіпортний перенесення речовин. При симпорта двох речовин іон і інша молекула (або іон) зв'язуються одночасно з одним переносником перш, ніж відбудеться конформационное зміна цього переносника. Так як провідне речовина переміщається по градієнту концентрації або електрохімічного градієнту, кероване речовина вимушена переміщатися проти свого градієнта. Іони натрію є зазвичай провідними речовинами в системах симпорта клітин тварини. Високий електрохімічний градієнт цих іонів створюється натрій-калієвих насосом. Керованими речовинами є цукру, амінокислоти і деякі інші іони. Наприклад, при всмоктуванні поживних речовин в шлунково-кишковому трактіглюкоза і амінокислоти надходять з клітин тонкої кишкив кров шляхом симпорта з іонами натрію. Після фільтрації первинної сечі в ниркових гломерулах, ці речовини повертаються в кров тієї ж системою вторинно активного транспорту.

У чому сутність гамма-хронограф і гамма-топографії? Зіставте діагностичну інформацію, що отримується цими методами радіонуклідної діагностики.

Вивчаючи ж характер просторового розподілу, ми набуваємо відомості про стуктурно-топографічних особливостях тієї чи іншої частини тіла, органу або системи. Тому за своїми функціональними властивостями радиофармацевтические прилади можуть бути розділені на фізіологічно тропів і інертні. З чого випливає, що перші є оптимальним засобом для проведення структурно - топографічних досліджень, кожне з яких проводиться, починаючи з моменту встановлення більш-менш стабільного розподілу РФП в досліджуваному органі або системі. Другі, які часто називають індикаторами "транзиту", використовуються головним чином для дослідження методами гамма - хронограф.

Гамма-хронограф - в гаммакамери визначається динаміка радіоактивності у вигляді кривих (гепаторадіографія, радіоренографія).

Термін «візуалізація» утворений від англійського слова vision (зір). Їм позначають отримання зображення. Радіонуклідна візуалізація - створення картини просторового розподілу в органах РФП, введеного в організм (гамма-топографія). Для візуалізації розподіленого в організмі РФП в сучасних радіологічних центрах і лабораторіях застосовують 4 радіодіагностичних приладу: сканер, гамма-камеру, однофотонний емісійний томограф і двухфотонний

Для виявлення розподілу радіонуклідів в різних органах тіла використовують гамма-топограф(Сцинтиграфія), який автоматично реєструє розподіл інтенсивності радіоактивного препарату. Гамма-топограф є скануючий лічильник, який поступово проходить великі ділянки над тілом хворого. Реєстрація випромінювання фіксується, наприклад, штриховий відміткою на папері. На рис. 1, асхематично показаний шлях лічильника, а на рис. 2, б -реєстраційна картка.

Методики, які дозволяють оцінити головним чином стан функції органу або систем відносяться до методик динамічного радіонуклідного дослідження і носять назву - радіометр, радіографія або гамма - хронограф

Методики, засновані на принципі визначення функції окремих органів і систем шляхом отримання запису кривої отримали наступну назву

радіокардіографія або гамма - хронограф серця

радіоенцефалографія або гамма - хронограф черепа

радіоренографія або гамма - хронограф нирок

радіогепатографія або гамма - хронограф печінки

радіопульмонографія або гамма - хронограф легких

Методики, які дозволяють отримати уявлення про анатомо-топографічному стані внутрішніх органіві систем відносяться до статичних радіонуклідних досліджень і носять назву - гамма-топографія або сканування, сцинтиграфія Дослідження при статичних дослідженнях виконують на сканерах (сканування) або на гамма - камерах (сцинтиграфія), які мають приблизно рівні технічні можливості в оцінці анатомо-топографічного стану внутрішніх органів, проте сцинтиграфія має певні переваги сцинтиграфия виконується швидше. Сцинтиграфія дає можливість поєднувати статичні і динамічні дослідження

Дайте визначення явищу акомодації очі. Вкажіть механізм реалізації цього явища. Проілюструйте необхідність акомодації побудовою зображення рівновіддалених від ока предметів.

Акомодація - це механізм, що дозволяє нам фокусуватися на предметі, незалежно від його відстані до нашого ока

Спочатку анатомія. Ресничная м'яз залягає в ресничном тілі, складається з трьох самостійних груп м'язових волокон (їх навіть називають окремими м'язами): радіальні волокна (від кришталика до зовнішньої оболонки ока), циркулярні (ось ці - кільцем як удав) і меридіональні (під самою склерою уздовж меридіанів очі, якщо вважати, що полюси на очному яблуці- попереду і ззаду). М'язові волокна самі не прикріплюються до кришталика, вони знаходяться в товщі війкового тіла. Але від війкового тіла до центру, до капсулі кришталика йдуть так звані цинновой зв'язки. Вся картина нагадує колесо велосипеда, де шина - війкового м'яз, обід - війкового тіло, спиці - цинновой зв'язки, а вісь - кришталик. Теорія акомодації Гельмгольца: рухову іннервацію ресничная м'яз отримує від вегетативної нервової системи, тому акт акомодації наказам кори головного мозку не підкоряється. Ми не можемо просто напружити ресничную м'яз, як могли б просто підняти руку. Для включення механізму акомодації потрібно перевести погляд на поблизу розташовані предмет. Від нього в око йде врозріз пучок променів, для заломлення якого оптичної сили очі вже мало, фокус зображення виходить за сітківкою, а на сітківці з'являється расфокусировка. Ось ця расфокусировка зображення сприйнята мозком, є імпульсом до включення механізму акомодації. Нервовий імпульс (наказ) біжить по окорухового нерва (в його складі є парасимпатичні вегетативні волокна) до війкового м'язі, м'яз скорочується (стискається кільце удава), натяг ціннових зв'язок зменшується, вони перестають розтягувати капсулу кришталика. А кришталик - це еластичний кульку, який тільки натягом капсули утримується в сплющеному стані. Як тільки натяг капсули зменшується, кришталик стає більш опуклим, переломлюються здатність його збільшується, рефракція очі посилюється, і фокус зображення довколишнього предмета повертається на сітківку. Якщо тепер перевести погляд знову вдалину, фокус зображення повертається на сітківку, інформації про расфокусировке немає, нервового імпульсу немає, війкового м'яз розслабляється, натяг ціннових зв'язок посилюється, вони розтягують капсулу кришталика, і кришталик стає знову плоским. Таким чином, по Гельмгольцу мають місце такі положення:

1. механізм акомодації складається з двох складових: напруги акомодації (активний процес) і розслаблення акомодації (пасивний процес). звук гармонійний коливання візуалізація

2. напруга акомодації може пересувати фокус тільки вперед, при розслабленні акомодації він сам переміщається назад.

3. очей може сам за рахунок сили війкового м'яза компенсувати невеликі ступеня далекозорості - війкового м'яз весь час в невеликому напрузі, це називається «звичний тонус акомодації». Саме тому в молодому віці буває прихована далекозорість, яка вилазить з часом. Тому одні люди до старості бачать вдалину добре, а іншим з віком потрібні позитивні очки для дали - прихована далекозорість проявилася.

4. короткозорість очей компенсувати не може, тому що напругою акомодації неможливо пересунути фокус назад. Тому навіть слабкі ступеня короткозорості виявляються зниженням зору вдалину, тому прихованої короткозорості не буває.

Обсяг акомодації - це величина в діоптріях, на яку кришталик здатний змінювати свою оптичну силу. Довжина акомодації - це частина простору (в метрах або сантиметрах), в межах якої працює акомодація, тобто в межах якої ми можемо чітко бачити предмети. Довжина акомодації характеризується становищем двох точок - найближчої точки ясного зору і подальшої точки ясного зору. Відстань між ними - це і є довжина акомодації. Відповідно, на найближчу точку ясного зору ми дивимося при максимальній напрузі акомодації, а на подальшу точку - при повному спокої акомодації. Ми виділяємо акомодацію кожним оком окремо (це абсолютна акомодація) і двома очима разом (відносна акомодація). У оптометрії прийнято абсолютну акомодацію характеризувати положенням подальшої і найближчій точок ясного зору, а відносну акомодацію - об'ємом.

У емметропіей довжина акомодації - це весь простір, крім кількох сантиметрів перед самим оком (ближче, ніж найближча точка ясного зору). Відповідно високий обсяг акомодації. Ресничная м'яз у них натренований.

Якщо подальша точка ясного зору ближче 5 метрів - це короткозорість, ступенем якої буде величина, зворотна подальшої точці ясного зору. Наприклад, при відсунення від ока текст починає розпливатися в 50 см, значить має місце короткозорість в 2 Д (100 см поділимо на 50 см в системі СГС і 1 поділимо на 0,5 в системі СІ). Якщо текст розпливається в 25 см від очей - короткозорість в 4 Д. У короткозорих довжина акомодації набагато менше, ніж у емметропіей - це область між подальшою і найближчою точками ясного зору. Зауважте, що все-таки є промені, які фокусуються на сітківці, значить, гострота зору у малюків з короткозорістю все одно буде розвиватися. Поблизу вони бачать добре самі, а вдалину зможуть добре бачити за допомогою окулярів. Відповідно, обсяг акомодації у короткозорих людей знижений щодо емметропіей. І це зрозуміло. Припустимо, найближча точка ясного зору 10 см перед оком. У емметропіей обсяг акомодації - це розмах погляду з нескінченності до 10 см перед оком. А у міопії - всього лише від відстані ближче 5 м до цих самих 10 см перед оком. Чим більше короткозорість, тим менше обсяг акомодації. Міопія просто не доводиться тренувати свою ресничную м'яз, вони і без її напруги бачать поблизу добре. Тому при короткозорості спочатку ми маємо слабкість акомодації.

З далекозорістю найскладніше. Подальша точка ясного зору у далекозорих уявна, вона знаходиться за оком і практично збігається з фокусом очі (нагадаю, у далекозорих він позаду сітківки). Це означає, що в природі немає таких променів, які самі фокусуються на сітківці ока, їх можна отримати тільки напругою акомодації або збирають лінзами. Звідси важливий висновок: якщо ступінь далекозорості виходить за межі можливостей акомодації, гострота зору розвиватися у дитини не зможе, просто не буде досвіду чіткого бачення. Після 12 років у таких дітей розвинути гостроту зору практично неможливо. Значить, на дитину з високою далекозорістю окуляри потрібно одягати якомога раніше, щоб дати можливість розвивати гостроту зору. Обсяг акомодації у далекозорих зазвичай набагато вище, ніж у емметропіей. У них ресничная м'яз як слід накачана, тому що навіть при зорі вдалину, коли у емметропіей вона відпочиває, у далекозорих цей м'яз працює. При перевантаженні війкового м'яза у далекозорих починає віддалятися від очей найближча точка ясного зору. Допомогти тут можна двома способами: призначити окуляри для постійного носіння, щоб зняти з м'язи зайве навантаження (в цих окулярах ресничная м'яз буде напружуватися поблизу в фізіологічних умовах, як у емметропіей) або дати окуляри тільки для читання, щоб полегшити надмірні навантаження. Дітям більше підходить перший спосіб, дорослим, у яких вже сформувався звичний тонус акомодації - більше подобається другий. Відносну акомодацію прийнято завжди характеризувати обсягом. І вимірюють її в діоптріях - за допомогою пробних лінз з набору. В відносної акомодації виділяють дві частини: позитивну і негативну. Негативна частина - це та акомодація, яку ми витратили, щоб чітко побачити який-небудь предмет, її ми визначаємо методом нейтралізації позитивними стеклами: дивимося на який-небудь предмет і приставляє до очей позитивні скла, посилюючи їх до тих пір, поки предмет не почне розпливатися. Сила стекол, при яких предмет ще видно чітко, покаже обсяг витраченої акомодації. Позитивна частина - це запас акомодації, тобто та величина, на яку ресничная м'яз ще здатна скоротитися, іншими словами, резерв. Визначають її аналогічно негативній частині, тільки приставляють до очей негативні лінзи.

Для чіткого отримання зображення предмета АВ, кришталик змінить своє

фокусна відстань (оптічекую силу)

Розміщено на Allbest.ru

подібні документи

Природа звуку і його джерела. Основи генерації комп'ютерного звуку. Пристрої введення-виведення звукових сигналів. Інтенсивність звуку як енергетична характеристика звукових коливань. Розподіл швидкості звуку. Затухаючі звукові коливання.

контрольна робота, доданий 25.09.2010


Природа звуку, фізичні характеристики і основи звукових методів дослідження в клініці. Окремий випадокмеханічних коливань і хвиль. Звуковий удар і короткочасне звукове вплив. Звукові вимірювання: ультразвук, інфразвук, вібрація і відчуття.

реферат, доданий 09.11.2011


Поширення звукових хвиль в атмосфері. Залежність швидкості звуку від температури і вологості. Сприйняття звукових хвиль вухом людини, частота і сила звуку. Вплив вітру на швидкість звуку. Особливість інфразвуків, ослаблення звуку в атмосфері.

лекція, доданий 19.11.2010


Особливості сприйняття частоти звукових коливань вухом людини, паралельний спектральний аналіз приходять коливань. Еквівалентна електрична схема слухового аналізатора. Пороги розрізнення інтенсивності звуку, рівень гучності звуків і шумів.

реферат, доданий 16.11.2010


Вимірювання і аналіз даних про рівень гучності джерел звуку навколо учнів нашої школи і пропозиція способів захисту від шуму. Фізична характеристика звуку. Вплив звуків і шумів на людину. Вимірювання рівня гучності свого шепоту, розмови.

лабораторна робота, доданий 22.02.2016


Звукові хвилі і природа звуку. Основні характеристики звукових хвиль: швидкість, поширення, інтенсивність. Характеристика звуку і звукові відчуття. Ультразвук і його використання в техніці і природі. Природа інфразвукових коливань, їх застосування.

реферат, доданий 04.06.2010


Що таке звук. Поширення механічних коливань середовища в просторі. Висота і тембр звуку. Стиснення і розрідження повітря. Поширення звуку, звукові хвилі. Відображення звуку, відлуння. Сприйнятливість людини до звуків. Вплив звуків на людину.

реферат, доданий 13.05.2015


Вивчення механізму роботи людського вуха. Визначення поняття і фізичних параметрів звуку. Поширення звукових хвиль в повітряному середовищі. Формула розрахунку швидкості звуку. Розгляд числа Маха як характеристики безрозмірною швидкості течії газу.

реферат, доданий 18.04.2012


Локалізація слухового сприйняття за рівнем інтенсивності та тимчасової різниці. Експериментальне дослідження вибору кращих параметрів розташування динаміків для створення об'ємного звуку або ілюзії джерела звуку при зміні кута і висоти між ними.

курсова робота, доданий 25.01.2012


Проблема боротьби з шумом і шляхи її вирішення. Фізична характеристика звуку. Допустимий рівень шуму; шкідливий вплив на організм людини звуків, що перевищують норму. Вимірювання і порівняльний аналізрівня гучності різних джерел звуку в школі.

фізіологічними характеристикамизвуку називають суб'єктивні характеристики слухового відчуття звуку слуховим апаратом людини. До фізіологічних характеристиках звуку відноситься мінімальна і максимальна частоти коливань, що сприймаються даними людиною, поріг чутності і поріг больового відчуття, гучність, висота, тембр звуку.

1. Мінімальна і максимальна частоти коливань, що сприймаються даними людиною. Частоти звуковихколебаній лежать в межах 20-20000 Гц. Однак найменша сприйнята частота даними людиною зазвичай більше 20 Гц, а найбільша - менше 20000 Гц, що визначається індивідуальними особливостями будови слухового апарату людини. наприклад: n хв = 32 Гц, n макс = 17900 Гц.

2. порогом чутностіназивається сприймається людським вухом мінімальна інтенсивність I o. Вважається що I o = 10 -12 Вт / м 2при n = 1000 Гц. Однак зазвичай для конкретної людини поріг чутності більше I o.

Поріг чутності залежить від частоти звукового коливання. На якийсь частоті (зазвичай 1000-3000 Гц) в залежності від довжини слухового каналу слухового апарату людини відбувається резонансне підсилення звуку в людському вусі. При цьому відчуття звуку буде найкращим, а поріг чутності буде мінімальним. При зменшенні або збільшенні частоти коливань умова резонансу погіршується (видалення по частоті від резонансної частоти) і поріг чутності відповідно підвищується.

3. Порогом больового відчуттяназивається випробовується людським вухом болюче відчуття при інтенсивності звуку вище деякого значення I пір(Звукова хвиля при цьому як звук не відчувається). Поріг больового відчуття I пірзалежить від частоти (хоча і в меншій мірі, ніж поріг чутності). На низьких і високих частотах поріг больового відчуття знижується, тобто больові відчуттяспостерігаються при великій інтенсивності.

4. гучністю звукуназивається рівень слухового відчуття людиною даного звуку. Гучність залежить, перш за все, від людини, що сприймає звук. Наприклад, при достатній інтенсивності на частоті 1000 Гц гучність може бути дорівнює і нулю (для глухого людини).

Для даної конкретної людини, що сприймає звук, гучність залежить від частоти, інтенсивності звуку. Як і для порога чутності, гучність максимальна зазвичай на частоті 1-3 кГц, а зі зменшенням або збільшенням частоти гучність знижується.

Гучність звуку залежить від інтенсивності звуку складним чином. Відповідно до психофізичних законом Вебера-Фехнера гучність Епрямо пропорційна рівню інтенсивності:

E = k . lg (I / I 0),де kзалежить від частоти та інтенсивності звуку.

Гучність звуку вимірюють в фонах. Вважається, що гучність в фонах чисельно дорівнює рівню інтенсивності в децибелах на частоті 1000 Гц. Наприклад, гучність звуку Е = 30 фон; це означає, що дана людина за рівнем сприйняття відчуває вказаний звук так само, як і звук, частотою 1000 Гці рівнем сили звуку 30 дБ. Графічно (див. Підручник) будують криві рівної гучності, які індивідуальні для кожної конкретної людини.

З метою діагностики стану слухового апарату людини за допомогою аудіометр знімають аудіограму- залежність порога чутності від частоти.

5. висотою звукуназивається відчуття людиною чистого тону. З підвищенням частоти збільшується і висота тону. З підвищенням інтенсивності висота тону незначно знижується.

6. тембром звукуназивається відчуття людиною даного складного звукового коливання. Тембр звуку - це забарвленнязвуку, по якій ми розрізняємо голос тієї чи іншої людини. Тембр залежить від акустичного спектру звуку. Однак один і той же акустичний спектр сприймається різними людьми по-різному. Так, якщо слуховий апарат у двох людей поміняти один одному, а мозкової аналізатор звуку залишити тим же, то забарвлення звуку від знайомих йому людей буде здаватися інший, тобто він може і не впізнати голос знайомої людини або голос здасться зміненим.

Завдання по УИРС

1. Вивчити за підручниками пристрій слухового апарату, теорії сприйняття звуку і фізичні основи звукових методів дослідження в клініці.

2. Знайти гучність звуку в фонах, якщо дано звукове коливання з частотою 50 Гц і рівнем сили звуку 100 дБ.

Порядок виконання роботи

Вправа №1. Визначення максимально сприймається Вами частоти звуку

(Мінімальну сприйняту частоту за допомогою даного звукового генератора визначити не вдається через проходження в телефони навушників перешкод в основному з мережі частотою 50 Гц.)

Поставте перемикачі в таке положення:

-тумблер мережу- в положення " викл";

-множник частоти(Зліва внизу) в положення " 100 ";

- "вихідний опір"В положення" 50 ";

"В положення" викл";

Перемикачі десятки і одиниці децибел в положення " 0 ".

Увімкніть вилку генератора в мережу 220 В, тумблер " мережа"Поставте в положення" Увімкнути": Навушники підключити до виходу генератора.

Ручкою регулювання вихідної напруги " Реєстр. вих."Поставити на вольтметрі 20 В.

Поставте частоту 20 000 Гц (лімб частоти в положення

200 Гц і множник частоти варто в положенні "100", тобто 200 Гц × 100 = 20 000 Гц).

Плавно зменшуючи частоту, визначте таке її значення, при якому почуєте звук. Запишіть її значення. Це і є сприйнята Вами верхня гранична частота ( ν 1Верхняя).

Для уточнення цього кордону підвищуйте частоту від 10 000 Гц до зникнення звуку, визначивши друге значення верхньої граничної частоти ν 2верхн.

Значення сприймається Вами верхньої граничної частоти знайдіть як середнє арифметичне отриманих двох значень частот: ν верхн = (ν 1Верхняя + ν 2верхн) / 2.

Вправа №2. Визначення залежності порога чутності від частоти

Провести вимірювання на наступних частотах: 50, 100, 200, 400, 1000, 2000, 4000 і 8000 Гц. За вихідний рівень взяти таку інтенсивність звуку на частоті 1000 Гц (при згасанні 0 дБ), при якій гучність звуку не викликає у Вас неприємних відчуттів.

Поставте частоту 50 Гц, перемикачем десятків децибел домогтися зникнення звуку, потім зменшити затухання на 10 дБ і ручкою одиниці децибел ввести загасання до зникнення звуку. Запишіть результат в таблицю 1.

Таблиця 1

Контрольно-вимірювальні прилади.

Кошти індивідуального захистувід вібрації.

Організаційні заходи щодо захисту від впливу вібрації.

Вони припускають застосування спеціальних режимів праці та відпочинку для працівників вібронебезпечним професій. У відповідність з ГОСТ 12.1.012-90 допускається збільшення рівня вібрації за умови скорочення часу впливу на працюючих, яке повинно скласти

t = 480 (V 480 / V ф) 2,

де V 480- нормативне значення віброшвидкості для 8-ми годинного робочого дня,

V ф- фактичне значення віброшвидкості.

У всіх випадках час роботи із загальною вібрацією не повинно бути більш 10 хв і локальної - 30хв.

Як засоби індивідуального захисту від вібрації при роботі з ручним механізованим інструментом застосовуються рукавиці, рукавички і вкладиші по ГОСТ 12.4 002-74.

Рукавиці виготовляють з бавовняних і лляних тканин. Долонна частина зсередини дублюється поролоном. Для захисту від загальних вібрацій застосовують спец взуття по ГОСТ 12.4.024-76 (підлозі чоботи чоловічі та жіночі антивібраційні, які мають багатошарову гумову підошву).

Вібровимірювальний комплект ІВШ-1 включає: вібровимірювальний перетворювач (датчик), вимірювальний підсилювач, смугові фільтри, реєструючий прилад. Вимірювання швидкості коливань проводять на поверхнях робочого місця або на поверхні ручний машини. Вимірювання загальних вібрацій проводиться по ГОСТ 12.1.043-84, а локальної - по ОСТ 12.1.042-84.

звук- це пружні коливання в твердій, рідкому або газоподібному середовищі, що виникають внаслідок впливу на ці середовища вимушених коливань і сприймаються органами слуху живого організму.

шум- це безладне коливання різної фізичної природи, що відрізняються складністю тимчасової і спектральної структурою. У побуті під шумом розуміють різного роду небажані акустичні коливання, що виникають в процесі виконання різного роду робіт, і заважають відтворення або сприйняття мови, що порушують процес відпочинку і т.д.

Слуховий орган людини (приймач звукових подразнень) складається з трьох частин: зовнішнє вухо, середнє вухо і внутрішнє вухо.

Звукові коливання, вступаючи в зовнішній слуховий прохіді досягаючи барабанної перетинки, викликають синхронні її коливання, які сприймаються закінченням слухового нерва. Виникаючі в клітинах збудження потім поширюються по нервах і надходять в центральну нервову систему. Інтенсивність відчуттів (Ln o) при прийомі звуку або шуму (чутливість) залежить від інтенсивності подразника (Ln. Р).

Ln o = 10 Ln. р

Так, наприклад, в умовах повної тиші чути максимальна, але вона знижується при наявності додаткового шумового впливу. Помірне зниження слухової чутливості дозволяє організму пристосовуватися до умов зовнішнього середовища і грає захисну роль проти сильних і тривало діючих шумів.

Заглушення одного звуку іншим називається маскуванням, Яке часто використовується на практиці для виділення корисного сигналу або придушення небажаного шуму (маскування посилається сигнал на високочастотних лініях, прийом сигналів від штучних супутників.)

До фізичних характеристиках звукувідносяться: частота, інтенсивність (сила звуку) і звуковий тиск.

Частота коливань (f = 1 / T = w / 2п) де Т період коливання, w - кругова частота. Одиниця виміру (Гц).

Вухо людини сприймає коливальні рухи пружного середовища як чутні в діапазоні частот від 20 до 20 000 Гц.

Весь чутний діапазон частот розбитий на 8 октавних смуг. Октава - смуга, в якій значення верхньої граничної частоти (f1) в два рази більше значення нижньої граничної частоти (f2) тобто f1 / f2 = 2. третьоктавний смуга частот це смуга частот, в якій це співвідношення дорівнює f1 / f2 = 1,26. Для кожної октавной смугивстановлюється значення среднегеометрической частоти:

Ряд среднегеометрических частот в октавних смугах має вигляд:

63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

розрізняють:

Низькочастотний спектр -до 300Гц;

Среднечастотним - 300-800Гц;

Високочастотним понад 800Гц.

Згідно ГОСТ 12.1.003-83 "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности" шуми прийнято класифікувати по спектральним і тимчасовим характеристикам.

За характером спектра шуми поділяються на:

- широкосмугові, з безперервним спектром шириною більше однієї октави;

Тональні, в спектрі яких є чутні дискретні тони.

За часовими характеристиками шуми поділяються на:

Постійні, рівні яких у часі змінюються не більше ніж на 5дБА (насосні, вентиляційні установки, виробниче обладнання);

- непостійні, рівні яких за восьмигодинний робочий день змінюються в часі більш ніж на 5 дБА.

Непостійні шуми поділяються на:

Тих, хто вагається в часі, шуми, рівні яких безперервно змінюються в часі;

Переривчасті, шуми, рівні яких різко падають до рівня фонового шуму, причому тривалість інтервалів. протягом яких рівень залишається постійним і перевищує фоновий рівень, складає 1 сек і більше;

Імпульсні, що складаються з одного або декількох звукових сигналів, кожен тривалістю менше 1 сек. (Сигнал штучного супутника).

Шум - поєднання різних за частотою і силі звуків, які мають шкідливий і подразнюючу дію на людину. Як звуку ми розуміємо пружні коливання частинок повітряного середовища, які поширюються хвилеподібно у твердій, рідкому або газоподібному середовищі внаслідок впливу будь-якої сили, що обурює. Як фізичне явище, шум - хвильовий рух пружного середовища, як фізіологічне: звукові хвилі в діапазоні від 16 до 20000 Гц, що сприймаються людиною з нормальним слухом. Чутний шум - 20 - 20000 Гц, ультразвукової діапазон - понад 20 кГц, інфразвук - менше 20 Гц. Найбільша чутливість 1000-4000 Гц.

Джерела слуху характеризуються звуковий потужністю (W) - це загальна кількість звукової енергії, випромінюваної джерелом звуку в одиницю часу.

Фізичні характеристики шуму

Інтенсивність звуку - кількість звукової енергії, переносний звуковою хвилею за 1 с через площу в 1 м2, перпендикулярно поширенню звуковий хвилі. R - відстань до поверхні.

Звуковий тиск P [Па] - додатковий тиск повітря, яке виникає при проходженні через нього звукової хвилі (різниця між миттєвим значенням повного тиску і значенням в невозмущенной середовищі).

Кожне коливання характеризується частотою, тобто кількістю коливань в секунду. За частотою шуми поділяються на: низькочастотні (нижче 400 Гц), середньочастотні (400-1000), високочастотні (понад 1000).

Шкідливий вплив шуму: серцево-судинна система; нерівна система; органи слуху ( барабанна перетинка), Викликаючи гіпертонію, шкірні захворювання, виразкову хворобу. Тому шум треба унормувати відповідно до нормативних вимог: ГОСТ. Шум. Загальні вимоги безпеки, Санітарні норми: Шум в робочих місцях в приміщеннях житлових громадських будівельі на території житлової забудови. Нормування шуму покликане запобігти порушенню слуху і зниження працездатності і продуктивності праці працюючих. Згідно з цими документами, нормується рівень звукового тиску в залежності від частотного спектра. З огляду на протяжний частотний діапазон (20-20000 Гц) при оцінці джерела шуму, використовується логарифмічний показник, який називається рівнем звукового тиску (УЗД):. Р - звуковий тиск в точці вимірювання [Па]; Р0 - мінімальне значення, яке може сприймати людське вухо 10в -3 [Па]. УЗД показує у скільки разів фактичне значення перевищує порогове. 140 Дб - поріг больового відчуття.

Для постійних шумів нормуються рівні звукового тиску УЗД (дБ) в октавних смугах з середньогеометричними частотами 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Кожній частоті відповідає граничне значення УЗД, не надає негативний вплив на людину протягом 8-годинного робочого дня.

Санітарними нормами СН 2.2.4 / 2.1.8.562 - 96 ²Шум на робочих місцях, у приміщеннях житлових, громадських будівель і на території житлової застройкі², а також ГОСТ 12.1.003 - 83 з метою обмеження шумового впливу на людину встановлюються гранично допустимі значення рівня звуку і граничний спектр шуму для різних видівтрудової діяльності. При цьому враховується призначення приміщень, характер території забудови і час доби (таблиця 56, 57, 58).

При нормуванні параметрів шуму також враховуються їх тимчасові характеристики. Згідно ГОСТ 12.1.003 - ²Шум. Загальні вимоги безопасності² по тимчасовим характеристикам шум класифікується як постійний, рівень звуку якого за 8-годинний робочий день змінюється в часі не більше ніж на
5 дБА, і непостійний.

Непостійний шум підрозділяється на переривчастий і імпульсний. Рівень звуку переривчастого шуму змінюється східчасто на 5 дБА і більш, причому тривалість інтервалів, протягом яких рівень залишається постійним, становить
1 секунду і більше.

Імпульсний шум складається з одного або декількох звукових сигналів, кожен з яких має тривалість менше однієї секунди. При цьому рівні звуку повинні відрізнятися не менш ніж на 7 дБА.

Критичний параметр непостійного шуму - еквівалентний рівень звуку в дБА, тобто значення рівня звуку тривалого постійного шуму, який в межах регламентованого інтервалу часу T = t 2 - t 1 має те ж саме значення рівня звуку, що і розглянутий шум, рівень звуку якого змінюється в часі:

де L Ai - середній рівень звуку в i - тому інтервалі, дБА;

t i - часовий інтервал, протягом якого рівень знаходиться в заданих межах, с;

i - номер інтервалу рівнів (i = 1,2, ... n).

Фізичні характеристики акустичних і, зокрема, звукових хвиль мають об'єктивний характер і можуть бути виміряні відповідними приладами в стандартних одиницях. Що виникає під дією звукових хвиль слухове відчуття суб'єктивно, однак його особливості багато в чому визначаються параметрами фізичного впливу.

• 7. Акустика

Швидкість акустичних хвиль vвизначається властивостями середовища, в якій вони поширюються - її модулем пружності Еі щільністю р:

Швидкість звукув повітрі становить близько 340 м / с і залежить від температури (зі зміною температури змінюється щільність повітря). У рідких середовищах і в м'яких тканинахорганізму ця швидкість складає близько 1500 м / с, в твердих тілах - 3000-6000 м / с.

У формулу (7.1), що визначає швидкість поширення акустичних хвиль, не входить їх частота, тому звукові хвилі різної частоти в одній і тій же середовищі мають практично однакову швидкість. Виняток становлять хвилі таких частот, для яких характерно сильне поглинання в даному середовищі. Зазвичай ці частоти лежать за межами звукового діапазону (ультразвук).

Якщо звукові коливання являють періодичний

Мал. 7.1.

процес, то такі звуки називаються тонамиабо музичними звуками. Вони мають дискретний гармонійний спектр, представляючи набір гармонік з певними частотами і амплітудами. Перша гармоніка частоти зі називається основним тоном,а гармоніки вищих порядків (з частотами 2СО, ЗСО, 4СО і т.д.) - обертонами. чистий(Або простий) тонвідповідає звукових коливань, які мають лише одну частоту. На рис. 7.1 показаний спектр складного тону, В якому представлені чотири гармонійних складових: 100, 200, 300 і 400 Гц. Величина амплітуди основного тону прийнята за 100 %.

Неперіодичні звуки, звані шумами,мають суцільний акустичний спектр (рис. 7.2). Вони обумовлені процесами, в яких амплітуда і частота звукових коливань змінюються з часом (вібрація деталей машин, шурхіт і т.п.).

Мал. 7.2.

Інтенсивність звуку I,як уже зазначалося раніше, являє собою енергію звукової хвилі, що припадає на майданчик одиничної площі за одиницю часу, і вимірюється в Вт / м 2.

Ця фізична характеристика визначає рівень слухового відчуття, що називається гучністюі є суб'єктивним фізіологічним параметром. Зв'язок між інтенсивністю і гучністю не є прямо пропорційною. Поки відзначимо лише, що зі збільшенням інтенсивності зростає і відчуття гучності. Кількісну оцінку гучності можна виконати, порівнюючи слухові відчуття, зумовлені звуковими хвилями від джерел з різною інтенсивністю.

При поширенні звуку в середовищі виникає деякий додатковий тиск, що переміщається від джерела звуку до приймача. величина цього звукового тиску Ртакож представляє фізичну характеристику звуку і середовища його поширення. Вона пов'язана з інтенсивністю Iспіввідношенням

де р - щільність середовища; і- швидкість поширення звуку в середовищі.

величину Z - риназивають питомою акустичним опоромабо питомою акустичним імпедансом.

Частота звукових гармонійних коливань визначає ту сторону звукового відчуття, яку називають висотою звуку.Якщо звукові коливання періодичні, але не підкоряються гармонійним законом, то висота звуку оцінюється вухом по частоті основного тону (перша гармонійна складова в ряду Фур'є), період якого збігається з періодом складного звукового впливу.

Відзначимо, що можливість оцінки висоти тону слуховим апаратом людини пов'язана з тривалістю звучання. Якщо час звукового впливу менше 1/20 с, то вухо не здатне оцінити висоту тону.

Близькі за частотою звукові коливання при одночасному звучанні сприймаються як звуки різної висоти в тому випадку, якщо відносна різниця частот перевищує 2-3%. При меншій різниці частот виникає відчуття злитого звуку середньої висоти.

Спектральний склад звукових коливань (див. Рис. 7.1) визначається числом гармонійних складових і співвідношенням їх амплітуд і характеризує тембрзвуку. Тембр, як фізіологічна характеристика слухового відчуття, в деякій мірі залежить також від швидкості наростання і мінливості звуку.