Garsas– vibracijos žmogaus girdimumo dažnių diapazone, bangų pavidalu sklindančios tampriose terpėse. Triukšmas - chaotiškas skirtingo stiprumo ir dažnio garsų derinys. Triukšmo šaltinis yra bet koks procesas, sukeliantis vietinius slėgio pokyčius arba mechanines vibracijas kietose, skystose ir dujinėse terpėse.
Garso pojūčius žmogaus klausos organai suvokia veikiami garso bangų, kurių dažnis yra nuo 16 Hz iki 20 tūkstančių Hz. Virpesiai, kurių dažnis mažesnis nei 16 Hz, vadinami infragarsu, o didesnis nei 20 000 Hz – ultragarsu.
Triukšmo kilmė gali būti mechaniniai, aerohidrodinaminiai ir elektromagnetiniai.
Mechaninis triukšmas atsiranda dėl smūgių į mašinų šarnyrines dalis, jų vibraciją, apdirbant detales, pavaras riedėjimo guoliuose ir kt. Garso spinduliavimo iš paviršiaus, kuris vibruoja, galia priklauso nuo vibruojančių paviršių virpesių intensyvumo, jų dydžių, formų, tvirtinimo būdų ir kt.
Aerohidrodinaminis triukšmas atsiranda dėl slėgio pulsacijos dujose ir skysčiuose, kai jie juda vamzdynais ir kanalais (turbomašinose, siurblinėse, vėdinimo sistemose ir kt.).
Elektromagnetinis triukšmas yra feromagnetinių medžiagų tempimo ir lenkimo rezultatas, kai jas veikia kintamieji elektromagnetiniai laukai (elektros mašinos, transformatoriai, droseliai ir kt.).
Pasireiškia triukšmo poveikis žmogui nuo subjektyvaus dirginimo iki objektyvių patologinių klausos organų, centrinės nervų sistemos, širdies ir kraujagyslių sistemos, vidaus organų funkcijos pakitimų.
Triukšmo poveikio pobūdį lemia jo fizinės savybės (lygis, spektrinė sudėtis ir kt.), poveikio trukmė ir psichofiziologinė žmogaus būklė.
Sumažintas triukšmo dėmesys, pasirodymas. Triukšmas trukdo žmonių miegui ir poilsiui.
Įvairūs neuroziniai ir širdies sutrikimai, virškinamojo trakto, klausos ir kt. sutrikimai, atsirandantys veikiant triukšmui, yra sujungti į „triukšmo ligos“ simptomų kompleksą .
Fiziniu požiūriu garsas apibūdinamas vibracijos dažnis, garso slėgis, garso intensyvumas arba stiprumas. Pagal sanitarines taisykles ir reglamentus 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 „Triukšmas darbo vietose, gyvenamuosiuose ir visuomeniniuose pastatuose bei gyvenamosiose patalpose“ pagrindinės triukšmo charakteristikos yra vibracijos dažnis, garso slėgis ir garso lygis.
Garso slėgis R(Pa) – kintama oro ar dujų slėgio dedamoji, atsirandanti dėl garso virpesių, Pa.
Kai garso banga sklinda, vyksta energijos perdavimas. Energija, perduodama garso bangos per laiko vienetą per paviršių, statmeną bangos sklidimo krypčiai, vadinama garso intensyvumas aš(W/m2) :
,
Kur R– garso slėgis, Pa; ρ – garso sklidimo terpės tankis, kg/m 3; C – garso greitis ore, m/s.
Žmogaus klausos sistema turi nevienodą jautrumą skirtingų dažnių garsams. Žmogaus klausos organas geba suvokti tam tikro intensyvumo diapazono garso virpesius, kuriuos riboja viršutinis ir apatinis slenksčiai, priklausomai nuo garso dažnio (1 pav.).
Klausos slenkstis turi mažiausią reikšmę maždaug 1000 Hz. Pagal garso intensyvumą arba stiprumą aš o jis lygus 10 -12 W/m 2, o pagal garso slėgį P o– 2x10 -5 Pa. Skausmo slenkstis 1000 Hz intensyvumo dažniu Aš maks yra lygus 10 W/m 2, o pagal garso slėgį - P maks= 2x10 -5 Pa. Todėl už nuoroda Priimamas garsas, kurio dažnis yra 1000 Hz. Tarp girdimumo slenksčio ir skausmo slenksčio yra girdimumo diapazonas .
Žmogaus ausis reaguoja ne į absoliučius, o į santykinius garso pokyčius. Pagal Weberio-Fechnerio dėsnį, triukšmo dirginantis poveikis žmogui yra proporcingas garso slėgio kvadrato dešimtainiam logaritmui. Todėl triukšmui apibūdinti naudojami logaritminiai lygiai:
garso intensyvumo lygis L I ir garso slėgio lygį L P . Jie matuojami decibelais ir atitinkamai nustatomi pagal formules:
, dB,
, dB,
Kur aš Ir aš o - atitinkamai faktinis ir slenkstinis garso intensyvumas, W/m 2 ; R Ir R o- atitinkamai faktinis ir slenkstinis garso slėgis, Pa.
Vienetas baltas pavadintas pagal Alexandra Graham Bell– škotų kilmės mokslininkas, išradėjas ir verslininkas, vienas telefonijos įkūrėjų (angl. Aleksandras Grahamas Bellas; 1847 m. kovo 3 d. (18470303), Edinburgas, Škotija – 1922 m. rugpjūčio 2 d., Baddekas, Naujoji Škotija, Kanada).
1 pav. Žmogaus klausos suvokimo sritis
Vienas belas yra labai maža reikšmė, vos pastebimas garsumo pokytis atitinka 1 dB (atitinka garso intensyvumo pokytį 26 % arba garso slėgio pokytį 12 %).
Logaritminė skalė dB (0...140) leidžia nustatyti grynai fizikines triukšmo charakteristikas, nepriklausomai nuo dažnio. Tuo pačiu metu didžiausias žmogaus klausos sistemos jautrumas būna 800...1000 Hz dažniuose, o mažiausias – 20...100 Hz. Todėl siekiant priartinti subjektyvių matavimų rezultatus prie subjektyvaus suvokimo, sąvoka pakoreguotas garso slėgio lygis. Korekcijos esmė – išmatuotos garso slėgio lygio vertės korekcijų įvedimas priklausomai nuo dažnio. Dažniausiai naudojama korekcija A. Pataisytas garso slėgio lygis L A = L Р – ΔL A paskambino garso lygis.
Pagrindiniai fiziniai parametrai, apibūdinantys triukšmą bet kuriame erdvės taške, darbo apsaugos požiūriu, yra šie: garso slėgis P , garso intensyvumas I, dažnis f , garso galia W, garso slėgio lygiai L P , intensyvumo L aš ir galia L w .
Garso slėgis - tai kintamoji oro slėgio sudedamoji dalis, atsirandanti dėl garso šaltinio virpesių, susidarančių ant atmosferos slėgio ir sukeliančių jo svyravimus (svyravimus). Taigi garso slėgis apibrėžiamas kaip skirtumas tarp momentinės bendro slėgio vertės ir vidutinio slėgio, kuris stebimas terpėje, kai nėra garso šaltinio. Matavimo vienetas – Pa (N/m2).
Klausai įtakos turi garso slėgio kvadratas
Kur T 0 – vidurkinimo laikas, T= 30-100 ms;
R( t ) – momentinė bendro garso slėgio vertė.
Kai garso banga sklinda, vyksta energijos perdavimas. Vadinamas garso energijos kiekis, tenkantis paviršiaus vienetui ir praeinantis per vieną sekundę bangos sklidimo kryptimi garso intensyvumas.
Intensyvumas J ir garso slėgis R yra susiję vienas su kitu santykiais
,
(2)
Kur R - garso slėgio vidutinė kvadratinė vertė, Pa;
- terpės tankis, kg/m3.
Su - garso sklidimo greitis, m/s .
Garso slėgis ir garso intensyvumas yra garso lauko charakteristikos tam tikroje erdvės srityje ir tiesiogiai nebūdingi triukšmo šaltiniui. Paties triukšmo šaltinio savybė yra jo garso galia ( W). Šis dydis apibūdina tam tikrą energijos kiekį, kurį garso šaltinis išeikvoja per laiko vienetą garso bangai sužadinti. Šaltinio garso galia lemia generuojamų bangų intensyvumą. Kuo didesnis tam tikros bangos intensyvumas, tuo didesnis garso stiprumas. Normaliomis sąlygomis garso šaltinis skleidžia energiją nepriklausomai nuo aplinkos, kaip ir elektrinis židinys skleidžia šilumą. Garso šaltinio galios vienetas yra vatai (W) . Realiomis sąlygomis garso šaltinio galia kinta labai plačiame diapazone: nuo 10 -12 iki daugelio milijonų vatų (1 lentelė). Garso slėgis ir intensyvumas kinta tose pačiose plačiose ribose.
Žmogaus ausis negali nustatyti garso slėgio absoliučiais vienetais, tačiau gali palyginti skirtingų garso šaltinių slėgį. Štai kodėl, taip pat atsižvelgiant į didelį garso slėgio diapazoną, naudojamą jam nustatyti, jie naudoja santykinę logaritminę skalę, kuri leidžia smarkiai sumažinti išmatuotų dydžių verčių diapazoną. Kiekvienas tokios skalės padalijimas atitinka garso intensyvumo, garso slėgio ar kitos reikšmės pokytį ne tam tikru vienetų skaičiumi, o tam tikru kartų skaičiumi.
Naudoti logaritminę skalę pasirodė įmanoma ir patogu dėl mūsų klausos fiziologinės ypatybės – ji vienodai reaguoja į santykinai vienodus garso intensyvumo pokyčius. Pavyzdžiui, garso intensyvumo padidėjimas dešimt kartų (nuo 0,1 iki 1, nuo 1 iki 10 arba nuo 10 iki 100 W/m2) vertinamas kaip maždaug vienodas garsumo padidėjimas. Kai bet kuris skaičius padidėja tuo pačiu santykiu, jo logaritmas taip pat padidėja tokiu pat vienetų skaičiumi ( ℓ q 10 = 1, ℓ q 100 = 2 ;ℓq 1000 = 3 ir kt.), kuri atspindi minėtą klausos požymį.
Dviejų garsų intensyvumo santykio dešimtainis logaritmas vadinamas vieno iš jų lygis kito atžvilgiu L . Lygio vienetas yra Bel ( B ), tai atitinka išlygintų intensyvumų santykį, lygų 10. Jei jie skiriasi 100, 1000, 10000 kartų, tai lygiai turi 2, 3, 4 Belų skirtumą – per didelė reikšmė, todėl praktiniuose matavimuose jie naudoja dešimtąsias a Bel – decibelai (dB). Decibelais galima išmatuoti ne tik santykius, bet ir pačių intensyvumo ar garso slėgių dydžius. Vadovaudamiesi Tarptautinės standartizacijos organizacijos (ISO) reikalavimais, sutarėme nuliniu garso lygiu laikyti intensyvumą, lygų J = 10 -12 W/m 2. Tai nulinis (slenkstinis) garso lygis. Tada bet kokio garso ar triukšmo intensyvumas gali būti parašytas:
a) garso intensyvumo lygis,
|
|
,Kur J
o
-
slenkstinė intensyvumo vertė lygi 10 -12 W/m2 
b) garso slėgio lygis
1 lentelė
Įvairių šaltinių garso galia
Garso intensyvumas ir garso slėgio lygiai yra susiję taip:
,
(5)
Kur O Ir Su O - terpės tankis ir garso greitis normalioje atmosferoje
sąlygos;
ir Su - terpės tankis ir garso greitis ore matavimų metu.
Slenksčiai Jo parinkti taip, kad normaliomis atmosferos sąlygomis ( = O Ir c = c O ) garso slėgio lygis L lygus intensyvumo lygiui L y(L = L adresu )
c) garso galios lygis
,
(6)
Kur R 0 - slenkstinė garso galios vertė, lygi 10 -12 W.
Dažnių spektras . Garso slėgio arba garso galios, kaip fizikinių dydžių, priklausomybė nuo laiko gali būti pavaizduota kaip baigtinio arba begalinio skaičiaus paprastų sinusoidinių šių dydžių virpesių suma. Šių sinusinių komponentų (arba atitinkamų decibelų lygių) kvadratinių verčių priklausomybė nuo dažnio vadinama dažnių spektras arba tiesiog spektras .
Kalbant apie spektrą, būtina nurodyti dažnių juostų, kuriose nustatomas spektras, plotį. Dažniausiai naudojamos oktavos ir trečiosios oktavos juostos. Oktavos juosta (oktava) – dažnių juosta, kurioje viršutinė ribinė dažnis f gr.v dvigubai didesnis už dugną f gr.n. Trečios oktavos juostoje santykis yra 1,26. Dažnių juosta nustatoma pagal geometrinį vidutinį dažnį
.
(7)
Higieniniam triukšmo įvertinimui pritaikytos oktavos juostų geometrinio vidurkio ir ribinių dažnių reikšmės pateiktos 2 lentelėje.
2 lentelė
Oktavos juostų geometriniai vidurkiai ir ribiniai dažniai
|
Vidutinė geometrija ric dažnis, | |||||||||
|
Dažnių diapazonas, |
Standartizacijos ir triukšmo vertinimo praktikoje spektras dažniausiai suprantamas kaip garso slėgio lygių oktavos arba trečios oktavos dažnių juostose priklausomybė nuo šių juostų geometrinio dažnio vidurkio. Spektras pateikiamas lentelių arba grafikų pavidalu.
Spektro pobūdis, taigi ir gamybos triukšmas, gali būti žemo dažnio, vidutinio dažnio ir aukšto dažnio:
– žemo dažnio – spektras, kurio didžiausias garso slėgis dažnių diapazone iki 300 Hz;
– vidutinio dažnio – spektras, kurio didžiausias garso slėgis dažnių diapazone 300 – 800 Hz;
- aukštas dažnis – spektras, kurio didžiausias garso slėgis dažnių diapazone viršija 800 Hz.
Triukšmai taip pat skirstomi į:
– plačiajuostis ryšys, kurio nuolatinis daugiau nei vienos oktavos pločio spektras (riedmenų triukšmas, krioklys);
– toniniai, kurių spektre yra girdimi atskiri tonai (skambėjimas, švilpimas, sirena ir kt.). Triukšmo toninis pobūdis nustatomas matuojant trečdalio oktavos dažnių juostose, remiantis lygiu vienoje juostoje, viršijančiu gretimas bent 10 dB. .
Pagal laiko charakteristikas triukšmas skirstomas į nuolatinį triukšmą, kurio lygis bėgant laikui per aštuonių valandų darbo dieną kinta ne daugiau kaip 5 dB, o nepastovus lygis nuolat kinta daugiau nei 5 dB.
Žmogus garsus skiria pagal dažnį ir garsumą.Garso aukštį lemia jo dažnis, o garsumą – pagal intensyvumą. Kuo didesnis dažnis, tuo didesnis garsas suvokiamas.
Garsai neša žmogui gyvybiškai svarbią informaciją – jų pagalba bendraujame, klausomės muzikos, atpažįstame pažįstamų žmonių balsus. Mus supantis garsų pasaulis įvairus ir sudėtingas, tačiau jame orientuojamės gana lengvai ir galime tiksliai atskirti paukščių čiulbėjimą nuo miesto gatvės triukšmo.
- Garso banga- elastinga išilginė banga, sukelianti žmonėms klausos pojūčius. Garso šaltinio (pavyzdžiui, stygų ar balso stygų) virpesiai sukelia išilginę bangą. Pasiekusios žmogaus ausį garso bangos priverčia ausies būgnelį atlikti priverstinius virpesius, kurių dažnis lygus šaltinio dažniui. Daugiau nei 20 tūkstančių į siūlus panašių receptorių galūnių, esančių vidinėje ausyje, mechaninius virpesius paverčia elektriniais impulsais. Kai impulsai perduodami nervinėmis skaidulomis į smegenis, žmogus patiria tam tikrus klausos pojūčius.
Taigi, sklindant garso bangai, kinta tokios terpės charakteristikos kaip slėgis ir tankis.
Klausos organų suvokiamos garso bangos sukelia garso pojūčius.
Garso bangos skirstomos pagal dažnį taip:
- infragarsas (ν < 16 Гц);
- žmogaus girdimas garsas(16 Hz< ν < 20000 Гц);
- ultragarsu(ν > 20000 Hz);
- hipergarsas(10 9 Hz< ν < 10 12 -10 13 Гц).
Žmogus infragarso negirdi, bet kažkaip suvokia šiuos garsus. Pavyzdžiui, eksperimentai parodė, kad infragarsas sukelia nemalonius ir nerimą keliančius pojūčius.
Daugelis gyvūnų gali suvokti ultragarso dažnius. Pavyzdžiui, šunys girdi garsus iki 50 000 Hz, o šikšnosparniai – iki 100 000 Hz. Infragarsas, plintantis per šimtus kilometrų vandenyje, padeda banginiams ir daugeliui kitų jūros gyvūnų plaukti vandeniu.
Fizinės garso savybės
Viena iš svarbiausių garso bangų charakteristikų yra spektras.
- Spektras yra skirtingų dažnių, sudarančių tam tikrą garso signalą, rinkinys. Spektras gali būti nenutrūkstamas arba atskiras.
Nuolatinis spektras reiškia, kad šiame rinkinyje yra bangų, kurių dažniai užpildo visą nurodytą spektro diapazoną.
Diskretus spektras reiškia, kad yra baigtinis skaičius bangų su tam tikrais dažniais ir amplitudėmis, kurios sudaro aptariamą signalą.
Pagal spektro tipą garsai skirstomi į triukšmą ir muzikinius tonus.
- Triukšmas- daugelio skirtingų trumpalaikių garsų derinys (traškėjimas, ošimas, ošimas, beldimas ir kt.) - reiškia daugybės panašių amplitudių, bet skirtingų dažnių virpesių superpoziciją (turi nuolatinį spektrą). Tobulėjant pramonei, išryškėjo nauja problema – kova su triukšmu. Netgi atsirado nauja aplinkos „triukšmo taršos“ samprata. Triukšmas, ypač didelio intensyvumo, ne tik erzina ir vargina – jis gali rimtai pakenkti jūsų sveikatai.
- Muzikinis tonas yra sukurtas periodiškais skambančio kūno (kamtono, stygos) virpesiais ir reprezentuoja vieno dažnio harmoninę vibraciją.
Muzikinių tonų pagalba sukuriama muzikinė abėcėlė - natos (do, re, mi, fa, sol, la, si), kurios leidžia groti tą pačią melodiją skirtingais muzikos instrumentais.
- Muzikinis garsas(konsonansas) – kelių vienu metu skambančių muzikinių tonų superpozicijos rezultatas, iš kurio galima atpažinti pagrindinį žemiausią dažnį atitinkantį toną. Pagrindinis tonas dar vadinamas pirmąja harmonika. Visi kiti tonai vadinami obertonais. Obertonai vadinami harmoniniais, jei obertonų dažniai yra pagrindinio tono dažnio kartotiniai. Taigi muzikinis garsas turi atskirą spektrą.
Bet koks garsas, be dažnio, pasižymi intensyvumu. Taigi reaktyvinis lėktuvas gali sukurti garsą, kurio intensyvumas yra apie 10 3 W/m 2, galingi stiprintuvai koncerte patalpose - iki 1 W/m 2, metro traukinys - apie 10 -2 W/m 2.
Norint sukelti garso pojūčius, banga turi turėti tam tikrą minimalų intensyvumą, vadinamą girdimumo slenksčiu. Garso bangų intensyvumas, kai atsiranda spaudžiančio skausmo pojūtis, vadinamas skausmo slenksčiu arba skausmo slenksčiu.
Žmogaus ausies aptinkamas garso intensyvumas yra platus: nuo 10–12 W/m2 (klausos slenkstis) iki 1 W/m2 (skausmo slenkstis). Žmogus gali girdėti intensyvesnius garsus, bet tuo pačiu patirs skausmą.
Garso intensyvumo lygis L nustatoma pagal skalę, kurios vienetas yra bel (B) arba, dažniau, decibelas (dB) (viena dešimtoji belo). 1 B yra silpniausias garsas, kurį suvokia mūsų ausis. Šis įrenginys pavadintas telefono išradėjo Aleksandro Bello vardu. Intensyvumo lygio matavimas decibelais yra paprastesnis, todėl priimtinas fizikoje ir technikoje.
Intensyvumo lygis L bet kokio garso decibelais apskaičiuojamas pagal garso intensyvumą naudojant formulę
\(L=10\cdot lg\left(\frac(I)(I_0)\right),\)
Kur aš- tam tikro garso intensyvumas, aš 0 – klausos slenkstį atitinkantis intensyvumas.
1 lentelėje parodytas įvairių garsų intensyvumo lygis. Tie, kurie darbo metu patiria didesnį nei 100 dB triukšmą, turėtų naudoti ausines.
1 lentelė
Intensyvumo lygis ( L) garsai
Fiziologinės garso savybės
Fizinės garso savybės atitinka tam tikras fiziologines (subjektyvias) savybes, susijusias su jo suvokimu konkrečiam asmeniui. Taip yra dėl to, kad garso suvokimas yra ne tik fizinis, bet ir fiziologinis procesas. Žmogaus ausis tam tikro dažnio ir intensyvumo garso virpesius (tai objektyvios, nuo žmogaus nepriklausančios garso charakteristikos) suvokia skirtingai, priklausomai nuo „imtuvo savybių“ (čia turi įtakos kiekvieno žmogaus subjektyvios individualios savybės).
Pagrindinėmis subjektyviomis garso charakteristikomis galima laikyti garsumą, aukštį ir tembrą.
- Apimtis(garso girdimumo laipsnis) lemia tiek garso intensyvumas (garso bangos virpesių amplitudė), tiek skirtingas žmogaus ausies jautrumas esant įvairiems dažniams. Žmogaus ausis jautriausia dažnių diapazone nuo 1000 iki 5000 Hz. Kai intensyvumas padidėja 10 kartų, garsumo lygis padidėja 10 dB. Dėl to 50 dB garsas yra 100 kartų intensyvesnis nei 30 dB garsas.
- Pikis nustatomas pagal garso virpesių dažnį, kurio intensyvumas yra didžiausias spektre.
- Tembras(garso atspalvis) priklauso nuo to, kiek obertonų pridedama prie pagrindinio tono ir koks jų intensyvumas bei dažnis. Pagal tembrą nesunkiai atskiriame smuiko ir fortepijono, fleitos ir gitaros garsus bei žmonių balsus (2 lentelė).
2 lentelė
Įvairių garso šaltinių virpesių dažnis ν
| Garso šaltinis | ν, Hz | Garso šaltinis | ν, Hz |
|---|---|---|---|
| Vyriškas balsas: | 100 - 7000 | Kontrabosas | 60 - 8 000 |
| bosas | 80 - 350 | Violončelė | 70 - 8 000 |
| baritonas | 100 - 400 | Vamzdis | 60 - 6000 |
| tenoras | 130 - 500 | saksofonas | 80 - 8000 |
| Moteriškas balsas: | 200 - 9000 | Piano | 90 - 9000 |
| contralto | 170 - 780 | Muzikiniai tonai: | |
| mecosopranas | 200 - 900 | Pastaba prieš | 261,63 |
| sopranas | 250 - 1000 | Pastaba re | 293,66 |
| koloratūrinis sopranas | 260 - 1400 | Pastaba mi | 329,63 |
| Vargonai | 22 - 16000 | Pastaba F | 349,23 |
| Fleita | 260 - 15000 | Pastaba druskos | 392,0 |
| Smuikas | 260 - 15000 | Pastaba la | 440,0 |
| arfa | 30 - 15000 | Pastaba si | 493,88 |
| Būgnas | 90 - 14000 |
Garso greitis
Garso greitis priklauso nuo terpės tamprumo savybių, tankio ir temperatūros. Kuo didesnės tamprumo jėgos, tuo greičiau dalelių virpesiai perduodami kaimyninėms dalelėms ir tuo greičiau sklinda banga. Todėl garso greitis dujose yra mažesnis nei skysčiuose, o skysčiuose, kaip taisyklė, mažesnis nei kietose medžiagose (3 lentelė). Vakuume garso bangos, kaip ir bet kokios mechaninės bangos, nesklinda, nes tarp terpės dalelių nėra tamprios sąveikos.
3 lentelė.
Garso greitis įvairiose laikmenose
Garso greitis idealiose dujose didėja didėjant temperatūrai proporcingai \(\sqrt(T),\), kur T- absoliuti temperatūra. Ore garso greitis υ = 331 m/s esant temperatūrai t= 0 °C ir υ = 343 m/s esant temperatūrai t= 20 °C. Skysčiuose ir metaluose garso greitis, kaip taisyklė, mažėja didėjant temperatūrai (vanduo yra išimtis).
Garso sklidimo ore greitį pirmą kartą 1640 metais nustatė prancūzų fizikas Marinas Mersenas. Jis išmatavo laiko intervalą tarp blyksnio akimirkų ir ginklo šūvio garso. Mersenne'as nustatė, kad garso greitis ore yra 414 m/s.
Garso taikymas
Mes dar neišmokome infragarso panaudoti technologijose. Tačiau ultragarsas tapo plačiai naudojamas.
- Aplinkinių objektų orientavimo ar tyrimo metodas, pagrįstas ultragarso impulsų spinduliavimu ir vėliau iš įvairių objektų atsispindėjusių impulsų (aido) suvokimu, vadinamas echolokacija ir atitinkamus įrenginius - echolokatoriai.
Gerai žinomi echolokacijos gebėjimą turintys gyvūnai – šikšnosparniai ir delfinai. Savo tobulumu šių gyvūnų echolokatoriai nenusileidžia, o daugeliu atžvilgių pranašesni (patikimumu, tikslumu, energetiniu efektyvumu) už šiuolaikinius žmogaus sukurtus echolokatorius.
Echolokatoriai, naudojami po vandeniu, vadinami sonarais arba sonarais (sonar pavadinimas susidaro iš trijų angliškų žodžių pradinių raidžių: garsas – garsas; navigacija – navigacija; diapazonas – diapazonas). Sonarai yra nepakeičiami tyrinėjant jūros dugną (jo profilį, gylį), aptinkant ir tiriant įvairius objektus, judančius giliai po vandeniu. Jų pagalba galima nesunkiai aptikti tiek atskirus didelius objektus ar gyvūnus, tiek mažų žuvų ar vėžiagyvių būrius.
Ultragarso bangos plačiai naudojamos medicinoje diagnostikos tikslais. Ultragarsiniai skeneriai leidžia ištirti žmogaus vidaus organus. Ultragarso spinduliuotė, skirtingai nei rentgeno spinduliai, yra nekenksminga žmogui.
Literatūra
- Zhilko, V.V. Fizika: vadovėlis. 11 klasės bendrojo ugdymo vadovas. mokykla iš rusų kalbos kalba mokymas / V.V. Zhilko, L.G. Markovičius. - Minskas: Nar. Asveta, 2009. - 57-58 p.
- Kasjanovas V.A. Fizika. 10 klasė: Vadovėlis. bendrajam lavinimui institucijose. - M.: Bustard, 2004. - P. 338-344.
- Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z. Fizika: svyravimai ir bangos. 11 klasė: Edukacinis. nuodugniam fizikos tyrimui. - M.: Bustard, 2002. - P. 184-198.
Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą
Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.
Paskelbta http://www.allbest.ru/
TESTAS
FIZINĖS IR FIZIOLOGINĖS GARSO CHARAKTERISTIKOS
Fizinės ir fiziologinės garso savybės. Klausos diagrama. Garso intensyvumo ir garsumo lygis, jų matavimo vienetai.
Fizinės akustinių ir ypač garso bangų savybės yra objektyvios ir jas galima išmatuoti atitinkamais instrumentais standartiniais vienetais. Garso pojūtis, atsirandantis veikiant garso bangoms, yra subjektyvus, tačiau jo ypatumus daugiausia lemia fizinio poveikio parametrai.
Garso intensyvumas I, kaip minėta anksčiau, yra garso bangos, patenkančios į ploto vienetą per laiko vienetą, energija ir matuojama W/m2. Ši fizinė savybė lemia klausos pojūčio lygį. kuris vadinamas garsumu, kuris yra subjektyvus fiziologinis parametras. Ryšys tarp intensyvumo ir garsumo nėra tiesiogiai proporcingas. Kol kas pastebėsime tik tai, kad didėjant intensyvumui didėja ir garsumo pojūtis. Garsumą galima kiekybiškai įvertinti lyginant klausos pojūčius, kuriuos sukelia skirtingo intensyvumo garso bangos.
Kai garsas sklinda terpėje, atsiranda tam tikras papildomas slėgis, kuris pereina iš garso šaltinio į imtuvą. Šio garso slėgio dydis R taip pat atspindi fizines garso ir jo sklidimo terpės savybes. Jis yra susijęs su intensyvumu santykiu
Garso harmoninių virpesių dažnis nulemia tą garso pojūčio pusę, kuri vadinama garso aukščiu. Jei garso virpesiai yra periodiški, bet nepaklūsta harmonikos dėsniui, tada garso aukštį įvertina ausis pagal pagrindinio tono dažnį (pirmasis harmoninis komponentas Furjė serijoje), kurio periodas sutampa su kompleksinio garso efekto laikotarpis.
Klausos pojūčiai susidaro tik tada, kai garso bangų intensyvumas viršija tam tikrą minimalią reikšmę, vadinamą klausos slenksčiu. Skirtingiems garso diapazono dažniams šis slenkstis turi skirtingas reikšmes, t.y. Klausos aparatas turi spektrinį jautrumą.
Garso virpesių spektrinė kompozicija nustatoma pagal harmoninių komponentų skaičių ir jų amplitudės santykį, charakterizuoja garso tembrą. Tembras, kaip fiziologinė klausos pojūčio savybė, tam tikru mastu priklauso ir nuo garso kilimo greičio bei kintamumo.
Didėjant garso intensyvumui, garsumo pojūtis natūraliai didėja. Tačiau maždaug 1-10 W/m2 intensyvumo garso bangos sukelia skausmo pojūtį. Intensyvumo vertė, kurią viršijus skausmas pasireiškia, vadinama skausmo slenksčiu. Kaip ir klausos slenkstis, jis taip pat priklauso nuo garso dažnio, nors ir mažesniu mastu. Garso intensyvumo diapazonas tarp skausmo slenksčio ir klausos slenksčio, atitinkantis 16-20000 Hz dažnių diapazoną. vadinamas klausos diapazonu.
Kiekybinis ryšys tarp jų nustatomas remiantis Weber-Fechner įstatymu. jungiantis jutimo laipsnį ir jį sukėlusio dirgiklio intensyvumą: pojūtis auga aritmetine progresija, jei dirgiklio intensyvumas didėja geometriškai.Kitaip tariant: fiziologinis atsakas (šiuo atveju garsumas) į dirgiklį (garso intensyvumas). ) nėra tiesiogiai proporcinga dirgiklio intensyvumui, o didėja jį padidėjus žymiai silpniau – proporcingai dirgiklio intensyvumo logaritmui.
Norėdami nustatyti kiekybinį ryšį tarp garso intensyvumo ir garsumo, pristatome garso intensyvumo lygį (L) - reikšmė, proporcinga garso intensyvumo santykio dešimtainiam logaritmui
Koeficientas P formulėje nustato garso intensyvumo lygio matavimo vienetą. Paprastai imama n=10, tada reikšmė L matuojamas decibelais (dB). Prie klausos slenksčio (/ = 1o) garso intensyvumo lygis I=0, o prie skausmo slenksčio (I = 10 W/m2) -- L = 130 dB. Jei, pavyzdžiui, garso intensyvumas yra 10^-7 W/m2 (tai atitinka įprastą pokalbį), tai iš formulės išplaukia, kad jo intensyvumo lygis yra 50 dB.
Garso garsumo lygis (dažnai vadinamas tiesiog garsumu) E yra susijęs su intensyvumo lygiu Ј santykiu:
E= kL,
Kur Į- tam tikras proporcingumo koeficientas, priklausantis nuo garso dažnio ir intensyvumo.
Tačiau dėl klausos slenksčio priklausomybės nuo dažnio garsumo lygis taip pat kinta priklausomai nuo dažnio. Pavyzdžiui, 20 dB intensyvumo ir 1000 Hz dažnio garsas bus suvokiamas žymiai garsiau nei tokio paties intensyvumo, bet 100 Hz dažnio garsas. Toks pat garsumo lygis šiais dažniais bus pasiektas, jei 1000 Hz intensyvumo lygis yra 20 dB. ir 100 Hz – 50 dB. Dėl šių priežasčių garsumo lygiui matuoti įvedamas specialus įrenginys, vadinamas fonu.
Esant 1000 Hz dažniui, intensyvumo lygis decibelais ir garsumo lygis fone laikomi vienodais. Esant kitiems garsinio diapazono dažniams, reikia atlikti atitinkamus pataisymus, kad būtų galima pereiti nuo decibelų prie fono. Šis perėjimas gali būti atliktas naudojant vienodas tūrio kreives.
Aktyvus jonų pernešimas per biomembraną. Joninių siurblių tipai. Natrio-kalio siurblio veikimo principas.
Viena iš pagrindinių nervinės ląstelės savybių yra nuolatinė jos membranos elektrinė poliarizacija – membranos potencialas. Membranos potencialas išlaikomas ant membranos tol, kol ląstelė gyva, ir išnyksta tik mirus.
Membranos potencialo atsiradimo priežastis:
1. Potencialas ramybėje atsiranda visų pirma ryšium su asimetrinis kalio pasiskirstymas (jonų asimetrija) abiejose membranos pusėse. Kadangi jo koncentracija ląstelėje yra maždaug 30 kartų didesnė nei tarpląstelinėje aplinkoje, yra transmembraninis koncentracijos gradientas, skatinantis kalio difuziją iš ląstelės. Kai kiekvienas teigiamas kalio jonas palieka ląstelę, jis palieka nesubalansuotą neigiamą krūvį (organinius anijonus). Šie krūviai sukelia neigiamą potencialą ląstelės viduje.
2. Jonų asimetrija yra termodinaminės pusiausvyros pažeidimas, ir kalio jonai turėtų palaipsniui išeiti iš ląstelės, o natrio jonai turėtų patekti į ją. Tokiam trikdžiui palaikyti reikalinga energija, kurios išleidimas neutralizuotų šiluminį koncentracijos išlyginimą.
Nes joninė asimetrija siejama su gyvąja būsena ir išnyksta su mirtimi, tai reiškia, kad šią energiją tiekia pats gyvybės procesas, t.y. medžiagų apykaitą . Nemaža medžiagų apykaitos energijos dalis sunaudojama tam, kad būtų palaikomas netolygus jonų pasiskirstymas tarp citoplazmos ir aplinkos.
Aktyvus jonų transportavimas/jonų siurblys - mechanizmas, galintis pernešti jonus iš ląstelės arba į ląstelę prieš koncentracijos gradientus (lokalizuotas ląstelės paviršiaus membranoje ir yra fermentų kompleksas, kuris pernešimui naudoja ATP hidrolizės metu išsiskiriančią energiją).
Chloro jonų asimetrija gali būti palaikoma ir aktyvaus transportavimo procesu.
Dėl netolygaus jonų pasiskirstymo tarp ląstelės citoplazmos ir išorinės aplinkos atsiranda koncentracijos gradientai: kalio gradientas nukreipiamas iš vidaus į išorę, o natrio ir chlorido – iš išorės į vidų.
Membrana nėra visiškai nepralaidi ir gali leisti pro ją tam tikru mastu prasiskverbti jonams. Šis gebėjimas yra nevienodas skirtingiems jonams ramybės būsenoje – kalio jonams jis yra žymiai didesnis nei natrio jonams. Todėl pagrindinis jonas, kuris ramybės būsenoje gali tam tikru mastu pasklisti per ląstelės membraną, yra kalio jonas.
Esant tokiai situacijai, kalio gradientas sukels nedidelį, bet pastebimą kalio jonų srautą iš ląstelės.
Ramybės būsenoje nuolatinė ląstelės membranos elektrinė poliarizacija susidaro daugiausia dėl kalio jonų difuzijos srovės per ląstelės membraną.
Pirminis aktyvus transportas
Pasyvus pernešimas per membraną, kurio metu jonai juda išilgai savo elektrocheminio gradiento, turi būti subalansuotas jų aktyviu transportavimu su atitinkamais gradientais. Priešingu atveju jonų gradientai visiškai išnyktų, o jonų koncentracijos abiejose membranos pusėse pasiektų pusiausvyrą. Tai iš tikrųjų atsitinka, kai aktyvus pernešimas per membraną blokuojamas aušinant arba naudojant tam tikrus nuodus. Yra keletas aktyvaus jonų transportavimo plazmos membranoje sistemos (jonų siurbliai):
1) Natrio-kalio pompa
2) Kalcio siurblys
3) Vandenilio siurblys.
Natrio-kalio pompa yra visų gyvūnų ir augalų ląstelių plazminėse membranose. Jis siurbia natrio jonus iš ląstelių ir stumia kalio jonus į ląsteles. Dėl to kalio koncentracija ląstelėse žymiai viršija natrio jonų koncentraciją. Natrio-kalio siurblys yra vienas iš integruotų membranos baltymų. Jis pasižymi fermentinėmis savybėmis ir gali hidrolizuoti adenozino trifosforo rūgštį (ATP), kuri yra pagrindinis metabolinės energijos šaltinis ir saugojimas ląstelėje. Dėl to šis vientisas baltymas vadinamas natrio-kalio ATPazė . ATP molekulė skyla į adenozino difosforo rūgšties (ADP) molekulę ir neorganinį fosfatą.
Taigi, natrio-kalio siurblys atlieka transmembraninį natrio ir kalio jonų antiportą. Siurblio molekulė egzistuoja dviem pagrindinėmis konformacijomis, kurių abipusę transformaciją skatina ATP hidrolizė. Šios konformacijos veikia kaip natrio ir kalio nešikliai. Kai ATP molekulę skaido natrio-kalio ATPazė, prie baltymo prisijungia neorganinis fosfatas. Šioje būsenoje natrio-kalio ATPazė sujungia tris natrio jonus, kurie išpumpuojami iš ląstelės. Tada neorganinio fosfato molekulė atsiskiria nuo siurblio baltymo ir siurblys tampa kalio transporteriu. Dėl to į ląstelę patenka du kalio jonai. Taigi, suskaidžius kiekvieną ATP molekulę, iš ląstelės išsiurbiami trys natrio jonai, o į ląstelę – du kalio jonai. Vienas natrio-kalio siurblys per membraną gali pernešti 150-600 natrio jonų per sekundę. Jo darbo pasekmė yra transmembraninių natrio ir kalio gradientų palaikymas.
Per kai kurių gyvūnų ląstelių membranas (pavyzdžiui, raumenų ląsteles) vyksta pirminis aktyvus kalcio jonų pernešimas iš ląstelės ( kalcio pompa), dėl to atsiranda transmembraninis šių jonų gradientas.
Vandenilio jonų siurblys veikia bakterijų ląstelių membranoje ir mitochondrijose, taip pat skrandžio ląstelėse, perkeldamas vandenilio jonus iš kraujo į jo ertmę.
Antrinis aktyvus transportas
Per membranas yra transportavimo sistemos, kurios perneša medžiagas iš mažos koncentracijos zonos į didelės koncentracijos sritį, tiesiogiai nenaudodamos ląstelės metabolinės energijos (kaip ir pirminio aktyvaus transportavimo atveju). Ši transporto rūšis vadinama antrinis aktyvusis transportas . Antrinis aktyvus tam tikros medžiagos pernešimas galimas tik tada, kai jis yra susijęs su kitos medžiagos transportavimu pagal jos koncentraciją arba elektrocheminį gradientą. Tai yra simpportas arba antiportas medžiagų perdavimas. Dviejų medžiagų simporte jonas ir kita molekulė (arba jonas) vienu metu jungiasi prie vieno transporterio, kol įvyksta šio transporterio konformacinis pokytis. Kadangi pagrindinė medžiaga juda pagal koncentracijos gradientą arba elektrocheminį gradientą, kontroliuojama medžiaga yra priversta judėti prieš savo gradientą. Natrio jonai paprastai yra pagrindinės medžiagos gyvūnų ląstelių simpporto sistemose. Didelis šių jonų elektrocheminis gradientas sukuriamas natrio-kalio siurbliu. Kontroliuojamos medžiagos yra cukrus, aminorūgštys ir kai kurie kiti jonai. Pavyzdžiui, kai virškinamajame trakte absorbuojamos maistinės medžiagos, gliukozė ir aminorūgštys į kraują patenka iš plonosios žarnos ląstelių per simpatiją su natrio jonais. Išfiltravus pirminį šlapimą inkstų glomeruluose, šios medžiagos ta pačia antrine aktyvia transportavimo sistema grąžinamos į kraują.
Kokia yra gama chronografijos ir gama topografijos esmė? Palyginkite diagnostinę informaciją, gautą šiais radionuklidų diagnostikos metodais.
Tirdami erdvinio pasiskirstymo pobūdį gauname informacijos apie tam tikros kūno dalies, organo ar sistemos struktūrinius ir topografinius ypatumus. Todėl pagal funkcines savybes radiofarmaciniai prietaisai gali būti skirstomi į fiziologiškai tropinius ir inertinius. Iš to išplaukia, kad pirmosios yra optimalios priemonės struktūriniams ir topografiniams tyrimams atlikti, kurių kiekvienas atliekamas nuo to momento, kai tiriamame organe ar sistemoje nustatomas daugiau ar mažiau stabilus radiofarmacinių preparatų pasiskirstymas. Pastarieji, dažnai vadinami „tranzitiniais“ rodikliais, daugiausia naudojami tyrimams naudojant gama chronografijos metodus.
Gama chronografija - gama kameroje radioaktyvumo dinamika nustatoma kreivių pavidalu (hepatoradiografija, radiorenografija).
Terminas „vizualizacija“ yra kilęs iš anglų kalbos žodžio „vision“. Jie nurodo įvaizdžio gavimą. Radionuklidų vizualizacija – tai į organizmą patekusių radiofarmacinių preparatų erdvinio pasiskirstymo organuose vaizdo kūrimas (gama topografija). Norint vizualizuoti organizme pasiskirstančius radiofarmacinius preparatus, šiuolaikiniuose radiologiniuose centruose ir laboratorijose naudojami 4 radiodiagnostikos prietaisai: skaitytuvas, gama kamera, vieno fotono emisijos tomografas ir dviejų fotonų.
Norėdami nustatyti radionuklidų pasiskirstymą skirtinguose kūno organuose, jie naudoja gama topografas(scintigrafas), kuris automatiškai fiksuoja radioaktyvaus vaisto intensyvumo pasiskirstymą. Gama topografas yra skenavimo skaitiklis, kuris palaipsniui praeina didelius plotus per paciento kūną. Radiacijos registravimas fiksuojamas, pavyzdžiui, linijos ženklu popieriuje. Fig. 1, A Skaitiklio kelias parodytas schematiškai, o fig. 2, b -- registracijos kortelė.
Metodai, leidžiantys daugiausia įvertinti organo ar sistemos funkcijos būklę, priklauso dinaminių radionuklidų tyrimo metodams ir vadinami radiometrija, radiografija arba gama chronografija.
Metodai, pagrįsti atskirų organų ir sistemų funkcijos nustatymo, gaudami kreivės įrašą, principu vadinami tokiu pavadinimu
širdies radiokardiografija arba gama chronografija
kaukolės radioencefalografija arba gama chronografija
inkstų radiorenografija arba gama chronografija
kepenų radiohepatografija arba gama chronografija
plaučių radiopulmonografija arba gama chronografija
Metodai, leidžiantys susidaryti vaizdą apie anatominę ir topografinę vidaus organų ir sistemų būklę, priklauso statiniams radionuklidų tyrimams ir vadinami gama topografija arba skenavimu, scintigrafija.Statinių tyrimų tyrimai atliekami skeneriais (skenavimas) arba gama. kameros (scintigrafija), kurios turi maždaug vienodas technines galimybes vertinant anatominę ir topografinę vidaus organų būklę, tačiau scintigrafija turi tam tikrų privalumų Scintigrafija atliekama greičiau. Scintigrafija leidžia derinti statinius ir dinaminius tyrimus
Apibrėžkite akių akomodacijos reiškinį. Nurodykite šio reiškinio įgyvendinimo mechanizmą. Iliustruokite akomodacijos poreikį, sukurdami vienodu atstumu nuo akies esančių objektų vaizdą.
Apgyvendinimas yra mechanizmas, leidžiantis sutelkti dėmesį į objektą, neatsižvelgiant į jo atstumą nuo mūsų akies
Pirmiausia anatomija. Ciliarinis raumuo, esantis ciliariniame kūne, susideda iš trijų nepriklausomų raumenų skaidulų grupių (jos netgi vadinamos atskirais raumenimis): radialinės skaidulos (nuo lęšiuko iki išorinio akies apvalkalo), žiedinės (šios yra žiede). kaip boa konstriktorius) ir dienovidinį (po pačia sklera palei dienovidinius akis, jei manysime, kad akies obuolio poliai yra priekyje ir užpakalyje). Pačios raumenų skaidulos nėra pritvirtintos prie lęšio, jos yra giliai ciliariniame kūne. Tačiau nuo ciliarinio kūno iki centro, į lęšio kapsulę, eina vadinamieji Zinn raiščiai. Visas vaizdas primena dviračio ratą, kur padanga yra ciliarinis raumuo, ratlankis yra ciliarinis kūnas, stipinai yra Zinn raiščiai, o ašis yra objektyvas. Helmholtzo akomodacijos teorija: ciliarinis raumuo gauna motorinę inervaciją iš autonominės nervų sistemos, todėl akomodacijos aktas nepaklūsta smegenų žievės įsakymams. Negalime tiesiog įtempti ciliarinio raumens, kaip galėtume tiesiog pakelti ranką. Norint įjungti akomodacijos mechanizmą, reikia nukreipti žvilgsnį į arčiau esantį objektą. Iš jos į akį patenka besiskiriantis spindulių pluoštas, kurio lūžimui nebepakanka akies optinės galios, vaizdo židinys yra už tinklainės, o tinklainėje atsiranda defokusavimas. Šis vaizdo defokusavimas, kurį suvokia smegenys, yra impulsas įjungti akomodacijos mechanizmą. Nervinis impulsas (tvarka) eina akies motoriniu nervu (jame yra parasimpatinės autonominės skaidulos) į ciliarinį raumenį, raumuo susitraukia (susitraukia boa sutraukiantis žiedas), sumažėja Zinn raiščių įtempimas, jie nustoja tempti lęšio kapsulę. O lęšiukas yra tamprus rutulys, kurį suplotą išlaiko tik kapsulės įtempimas. Vos sumažėjus kapsulės įtempimui, lęšiukas labiau išgaubtas, didėja jo laužiamoji galia, akies refrakcija, o šalia esančio objekto vaizdo židinys grįžta į tinklainę. Jei dabar nukreipiate žvilgsnį atgal į tolį, vaizdo fokusas grįžta į tinklainę, nėra informacijos apie defokusavimą, nėra nervinio impulso, atsipalaiduoja ciliarinis raumuo, padidėja Zinn raiščių įtempimas, jie išsitempia. lęšio kapsulę, ir lęšis vėl tampa plokščias. Taigi, pasak Helmholtzo, galioja šios nuostatos:
1. Akomodacijos mechanizmas susideda iš dviejų komponentų: akomodacijos įtampos (aktyvus procesas) ir akomodacijos atsipalaidavimo (pasyvus procesas). garso harmoninių vibracijų vizualizacija
2. akomodacijos įtampa gali nukreipti dėmesį tik į priekį, kai akomodacija atsipalaiduoja, ji pati pasislenka atgal.
3. Pati akis dėl ciliarinio raumens stiprumo gali kompensuoti nedidelius toliaregystės laipsnius – ciliarinis raumuo visada yra šiek tiek įtemptas, tai vadinama „įprastu akomodacijos tonu“. Štai kodėl jauname amžiuje yra paslėpta toliaregystė, kuri laikui bėgant išryškėja. Todėl vieni iki senatvės mato gerai į tolį, o kiti su amžiumi reikalauja pozityvių atstumo akinių – pasireiškė paslėpta toliaregystė.
4. Trumparegystės negali kompensuoti akys, nes dėl akomodacijos įtempimo neįmanoma perkelti židinio atgal. Todėl net ir lengvi trumparegystės laipsniai pasireiškia sumažėjusiu matymu į atstumą, todėl nėra paslėptos trumparegystės.
Akomodacijos tūris – tai dydis dioptrijomis, kuriuo lęšis gali pakeisti savo optinę galią. Akomodacijos ilgis – tai erdvės dalis (metrais arba centimetrais), kurioje veikia akomodacija, ty kurioje mes galime aiškiai matyti objektus. Akomodacijos ilgį apibūdina dviejų taškų padėtis – artimiausio aiškaus matymo taško ir tolimesnio aiškaus matymo taško. Atstumas tarp jų yra apgyvendinimo ilgis. Atitinkamai, mes žiūrime į artimiausią aiškaus matymo tašką su maksimalia akomodacijos įtampa, o į tolesnį tašką su visišku akomodacijos poilsiu. Mes skiriame akomodaciją su kiekviena akimi atskirai (tai yra absoliuti akomodacija) ir su abiem akimis kartu (santykinė akomodacija). Optometrijoje absoliučią akomodaciją įprasta apibūdinti tolimesnių ir artimiausių aiškaus matymo taškų padėtimi, o santykinę akomodaciją pagal tūrį.
Emetropams akomodacijos ilgis yra visi, išskyrus kelis centimetrus prieš akį (arčiau nei artimiausias aiškaus matymo taškas). Atitinkamai, apgyvendinimo apimtis yra didelė. Jų ciliarinis raumuo yra treniruotas.
Jei tolimesnis aiškaus matymo taškas yra arčiau nei 5 metrai, tai trumparegystė, kurios laipsnis bus tolimesnio aiškaus matymo taško abipusis santykis. Pavyzdžiui, tolstant nuo akies tekstas pradeda neryškiai 50 cm, vadinasi, atsiranda 2 D trumparegystė (100 cm dalijame iš 50 cm GHS sistemoje, o 1 dalijame iš 0,5 SI sistemoje). Jei tekstas išsilieja 25 cm atstumu nuo akių, trumparegystė yra 4 D. Trumparegių žmonių akomodacijos ilgis yra daug trumpesnis nei emmetropų – tai sritis tarp tolimesnio ir artimiausio aiškaus matymo taškų. Atkreipkite dėmesį, kad vis dar yra spindulių, nukreiptų į tinklainę, o tai reiškia, kad trumparegystė turinčių vaikų regėjimo aštrumas vis tiek vystysis. Jie gerai mato iš arti, bet gali matyti ir į tolį su akiniais. Atitinkamai trumparegių žmonių apgyvendinimo apimtis sumažėja, palyginti su emmetropais. Ir tai suprantama. Tarkime, artimiausias aiškaus matymo taškas yra 10 cm prieš akį. Emetrope akomodacijos tūris yra žvilgsnio atstumas nuo begalybės iki 10 cm prieš akį. O trumparegystė – tik iš arčiau nei 5 m atstumo iki tų pačių 10 cm prieš akį. Kuo didesnė trumparegystė, tuo mažesnė akomodacijos apimtis. Trumparegiams tiesiog nereikia treniruoti ciliarinio raumens, jie gali gerai matyti iš arti net ir be įtampos. Todėl trumparegystė iš pradžių turi akomodacijos silpnumą.
Toliaregystė yra pats sunkiausias dalykas. Tolesnis aiškaus regėjimo taškas toliaregiams yra įsivaizduojamas, jis yra už akies ir praktiškai sutampa su akies židiniu (priminsiu, kad toliaregiams jis yra už tinklainės). Tai reiškia, kad gamtoje nėra tokių spindulių, kurie patys būtų sutelkti į akies tinklainę, juos galima gauti tik akomodacijos įtampa arba lęšių surinkimu. Taigi svarbi išvada: jei toliaregystės laipsnis peržengs akomodacijos ribas, vaikas negalės išsiugdyti regėjimo aštrumo, tiesiog neturės aiškaus regėjimo patirties. Po 12 metų tokiems vaikams beveik neįmanoma išsiugdyti regėjimo aštrumo. Tai reiškia, kad toliaregystės akinius reikia užsidėti kuo anksčiau, kad būtų galima lavinti regėjimo aštrumą. Toliaregių žmonių apgyvendinimo apimtys paprastai yra daug didesnės nei emmetropų. Jų ciliarinis raumuo yra tinkamai pumpuojamas, nes net ir matant iš toli, kai emmetropuose jis ilsisi, toliaregiams šis raumuo dirba. Kai toliaregių žmonių ciliarinis raumuo perkraunamas, artimiausias aiškaus matymo taškas pradeda tolti nuo akių. Čia gali padėti du būdai: skirti akinius nuolatiniam nešiojimui, kad sumažintumėte perteklinį raumenų įtampą (su šiais akiniais ciliarinis raumuo įsitemps iš arti fiziologinėmis sąlygomis, pavyzdžiui, esant emmetropams) arba duoti skaitymo akinius tik tam, kad sumažintumėte per didelį stresą. Pirmasis metodas labiau tinka vaikams, suaugusiems, jau išsiugdusiems įprastą akomodacijos toną, antrasis metodas labiau patinka. Santykinis apgyvendinimas paprastai apibūdinamas apimtimi. Ir jie matuoja jį dioptrijomis – naudojant bandomuosius lęšius iš komplekto. Santykinis akomodacija turi dvi dalis: teigiamą ir neigiamą. Neigiama dalis yra akomodacija, kurią išleidome norėdami aiškiai pamatyti bet kurį objektą, nustatome neutralizavimo pozityviais stiklais metodu: žiūrime į kokį nors objektą ir dedame pozityvius akinius į akis, juos intensyviname, kol objektas pradeda neryškiai. . Akinių, kuriuose objektas vis dar aiškiai matomas, stiprumas parodys išeikvotą apgyvendinimo kiekį. Teigiama dalis yra akomodacijos rezervas, tai yra, kiek ciliarinis raumuo vis dar gali susitraukti, kitaip tariant, rezervas. Jis nustatomas taip pat, kaip ir neigiama dalis, tik ant akių dedami neigiami lęšiai.
Norėdami gauti aiškų objekto AB vaizdą, objektyvas pakeis savo vaizdą
židinio nuotolis (optinė galia)
Paskelbta Allbest.ru
Panašūs dokumentai
Garso prigimtis ir jo šaltiniai. Kompiuterinio garso generavimo pagrindai. Garso įvesties/išvesties įrenginiai. Garso intensyvumas kaip garso virpesiams būdinga energija. Garso greičio paskirstymas. Slopinamos garso vibracijos.
testas, pridėtas 2010-09-25
Garso prigimtis, fizikinės savybės ir garso tyrimo metodų pagrindai klinikoje. Ypatingas mechaninių virpesių ir bangų atvejis. Garso bumas ir trumpalaikis garso poveikis. Garso matavimai: ultragarsas, infragarsas, vibracija ir jutimas.
santrauka, pridėta 2011-11-09
Garso bangų plitimas atmosferoje. Garso greičio priklausomybė nuo temperatūros ir drėgmės. Garso bangų suvokimas žmogaus ausimi, dažnis ir garso intensyvumas. Vėjo įtaka garso greičiui. Infragarsų savybė yra garso slopinimas atmosferoje.
paskaita, pridėta 2010-11-19
Garso virpesių dažnio suvokimo žmogaus ausimi ypatumai, lygiagreti įeinančių virpesių spektrinė analizė. Ekvivalentinė klausos analizatoriaus elektros grandinė. Garso intensyvumo, garsų ir triukšmo garsumo lygių slenksčiai.
santrauka, pridėta 2010-11-16
Išmatuokite ir analizuokite duomenis apie garso šaltinių garsumo lygius aplink mūsų mokyklos mokinius ir pasiūlykite būdus, kaip apsisaugoti nuo triukšmo. Fizinės garso savybės. Garsų ir triukšmo įtaka žmogui. Jūsų šnabždesio, pokalbio garsumo matavimas.
laboratorinis darbas, pridėtas 2016-02-22
Garso bangos ir garso prigimtis. Pagrindinės garso bangų charakteristikos: greitis, sklidimas, intensyvumas. Garso ir garso pojūčių charakteristikos. Ultragarsas ir jo panaudojimas technikoje ir gamtoje. Infragarsinių virpesių prigimtis, jų taikymas.
santrauka, pridėta 2010-06-04
Kas yra garsas? Mechaninių terpės virpesių sklidimas erdvėje. Garso aukštis ir tembras. Oro suspaudimas ir retinimas. Garso sklidimas, garso bangos. Garso atspindys, aidas. Žmogaus jautrumas garsams. Garsų įtaka žmogui.
santrauka, pridėta 2015-05-13
Žmogaus ausies mechanizmo tyrimas. Garso sąvokos ir fizikinių parametrų apibrėžimas. Garso bangų sklidimas ore. Garso greičio skaičiavimo formulė. Macho skaičiaus svarstymas kaip bematės dujų srauto greičio charakteristikos.
santrauka, pridėta 2012-04-18
Klausos suvokimo lokalizavimas pagal intensyvumo lygį ir laiko skirtumą. Eksperimentinis geriausių garsiakalbių išdėstymo parametrų parinkimo tyrimas, siekiant sukurti erdvinį garsą arba garso šaltinio iliuziją keičiant kampą ir aukštį tarp jų.
kursinis darbas, pridėtas 2012-01-25
Triukšmo kontrolės problema ir jos sprendimo būdai. Fizinės garso savybės. Leistinas triukšmo lygis; žalingas normą viršijančių garsų poveikis žmogaus organizmui. Įvairių garso šaltinių garsumo lygio matavimas ir lyginamoji analizė mokykloje.
Garsas yra klausos pojūčio objektas. Ją žmogus vertina subjektyviai. Visos subjektyvios klausos pojūčio savybės yra susijusios su objektyviomis (fizinėmis) garso bangos savybėmis.
Žmogus skiria suvokiamus garsus pagal tembras, aukštis, garsumas.
Tembras – « Garso spalva“ ir yra nustatoma pagal jo harmoninį spektrą. Skirtingi akustiniai spektrai atitinka skirtingus tembrus, net kai jų pagrindinis tonas yra tas pats. Tembras yra kokybinė garso charakteristika.
Tono aukštis– subjektyvus garso signalo įvertinimas, priklausomai nuo garso dažnio ir jo intensyvumo. Kuo didesnis dažnis, daugiausia pagrindinio tono, tuo didesnis suvokiamo garso aukštis. Kuo didesnis intensyvumas, tuo mažesnis suvokiamas garso aukštis.
Apimtis – taip pat subjektyvus įvertinimas, apibūdinantis intensyvumo lygį.
Garsumas daugiausia priklauso nuo garso intensyvumo. Tačiau intensyvumo suvokimas priklauso nuo garso dažnio. Didesnio intensyvumo garsas vienu dažniu gali būti suvokiamas kaip ne toks stiprus nei mažesnio intensyvumo kito dažnio garsas.
Patirtis rodo, kad kiekvienam dažniui girdimų garsų diapazone
(16 – 20,10 3 Hz) yra vadinamasis klausos slenkstis. Tai yra mažiausias intensyvumas, kuriuo ausis vis dar reaguoja į garsą. Be to, kiekvienam dažniui yra nustatytas vadinamasis skausmo slenkstis, t.y. ausų skausmą sukeliančio garso intensyvumo vertė. Klausos slenkstį atitinkančių taškų ir skausmo slenkstį atitinkančių taškų rinkiniai diagramoje (L,ν) sudaro dvi kreives (1 pav.), kurios ekstrapoliuojamos punktyrine linija, kol susikerta.
Klausos slenksčio kreivė (a), skausmo slenksčio kreivė (b).
Šių kreivių apribota sritis vadinama girdėjimo sritimi. Visų pirma iš aukščiau pateiktos diagramos aišku, kad ne toks intensyvus garsas, atitinkantis tašką A, bus suvokiamas kaip stipresnis nei intensyvesnis garsas, atitinkantis tašką B, nes taškas A yra toliau nuo girdimumo slenksčio nei taškas B.
4. Vėberio-Fechnerio įstatymas.
Garsumą galima kiekybiškai įvertinti lyginant dviejų šaltinių klausos pojūčius.
Garsumo lygio skalės kūrimas pagrįstas Weber-Fechner psichofiziniu dėsniu. Jei padidinate dirginimą geometrine progresija (t. y. tiek pat kartų), tada šio dirginimo pojūtis padidėja aritmetine progresija (t. y. ta pačia reikšme).
Kalbant apie garsą, tai formuluojama taip: jei garso intensyvumas įgauna eilę nuoseklių verčių, pavyzdžiui, a I 0 ir 2 I 0,
a 3 I 0 ,….(a yra tam tikras koeficientas, a > 1) ir pan., tada jie atitinka garso stiprumo pojūčius E 0, 2 E 0, 3 E 0….. Matematiškai tai reiškia, kad garso stiprumo lygis, proporcingas garso stiprumo dešimtainiam logaritmui. Jei yra du garso dirgikliai, kurių intensyvumas I ir I 0, o I 0 yra girdėjimo slenkstis, tai pagal Weber-Fechner dėsnį garso lygis E ir intensyvumas I 0 yra susiję taip:
E = k log (I / I 0),
kur k yra proporcingumo koeficientas.
Jei koeficientas k būtų pastovus, išeitų, kad logaritminė garso intensyvumo skalė atitinka garsumo lygių skalę. Šiuo atveju garso stiprumo lygis, taip pat ir intensyvumas, būtų išreiškiami belais arba decibelais. Tačiau stipri k priklausomybė nuo garso dažnio ir intensyvumo neleidžia garsumo matavimo redukuoti iki tiesiog naudojant formulę: E = k log(I / I 0).
Tradiciškai manoma, kad esant 1 kHz dažniui garsumo lygių ir garso intensyvumo skalės visiškai sutampa, t.y. k = 1 ir E B = log (I / I 0). Norint atskirti garso garsumo ir intensyvumo skales, garsumo lygio skalės decibelai vadinami fonais (fonais).
E f = 10 k log(I / I 0)
Kitų dažnių garsumą galima išmatuoti lyginant bandomą garsą
su garso dažniu 1 kHz.
Vienodos garsumo kreivės. Garsumo priklausomybė nuo vibracijos dažnio garso matavimo sistemoje nustatoma remiantis eksperimentiniais duomenimis, naudojant grafikus (2 pav.), kurie vadinami vienodo garsumo kreivėmis. Šios kreivės apibūdina intensyvumo lygio priklausomybę L nuo dažnio ν garsas pastoviu garsumo lygiu. Vadinamos vienodo garsumo kreivės izofoneminis.
Apatinis izofonas atitinka klausos slenkstį (E = 0 fonas). Viršutinė kreivė rodo viršutinę ausies jautrumo ribą, kai klausos pojūtis virsta skausmo pojūčiu (E = 120 fonas).
Kiekviena kreivė atitinka tą patį garsumą, bet skirtingą intensyvumą, kuris tam tikrais dažniais sukelia to garsumo pojūtį.
Garso matavimai. Subjektyviam klausos vertinimui taikomas slenkstinės audiometrijos metodas.
Audiometrija– skirtingų dažnių garso suvokimo slenkstinio intensyvumo matavimo metodas. Specialus prietaisas (audiometras) nustato klausos pojūčio slenkstį skirtingais dažniais:
L p = 10 lg (I p / I 0),
kur I p yra garso intensyvumo slenkstis, dėl kurio subjekte atsiranda klausos pojūtis. Gaunamos kreivės – audiogramos, kurios atspindi suvokimo slenksčio priklausomybę nuo tono dažnio, t.y. Tai yra ausies spektrinė charakteristika ties klausos slenksčiu.
Palyginus paciento audiogramą (3 pav., 2) su normalia klausos jutimo slenksčio kreive (3 pav., 1), nustatomas intensyvumo lygių skirtumas ∆L=L 1 –L 2. L 1 – intensyvumo lygis ties normalios ausies klausos slenksčiu. L 2 – intensyvumo lygis ties tiriamos ausies klausos slenksčiu. ∆L kreivė (3, 3 pav.) vadinama klausos praradimu.
Audiograma, priklausomai nuo ligos pobūdžio, skiriasi nuo sveikos ausies audiogramos.
Garso lygio matuokliai– garsumo lygių matavimo prietaisai. Garso lygio matuoklis turi mikrofoną, kuris akustinį signalą paverčia elektriniu. Garsumo lygis registruojamas ciferblatu arba skaitmeniniu matavimo prietaisu.
5. Klausos fizika: garsui laidžiosios ir garsą priimančios klausos aparato dalys. Helmholtzo ir Bekesy teorijos.
Klausos fizika siejama su išorinės (1,2 pav. 4), vidurinės (3, 4, 5, 6 4 pav.) ir vidinės ausies (7-13 pav. 4) funkcijomis.
Scheminis pagrindinių žmogaus klausos sistemos elementų pavaizdavimas: 1 - ausies kaklelis, 2 - išorinis klausos kanalas, 3 - ausies būgnelis, 4, 5, 6 - kaulų sistema, 7 - ovalus langas (vidinė ausis), 8 - scala vestibularis, 9 - apvalus langas, 10 - scala tympani, 11 - helicotrema, 12 - kochlearinis kanalas, 13 - pagrindinė (bazilinė) membrana.
Pagal žmogaus klausos aparate atliekamas funkcijas galime išskirti garsą laidžias ir garsą priimančias dalis, kurių pagrindiniai elementai pateikti 5 pav.
1 - ausies kaklelis, 2 - išorinis klausos kanalas, 3 - ausies būgnelis, 4 - kaulų sistema, 5 - sraigė, 6 - pagrindinė (baziliarinė membrana, 7 - receptoriai, 8 - klausos nervo išsišakojimas.
Pagrindinė membrana yra labai įdomi struktūra, ji turi dažnio atrankos savybių. Tai pastebėjo Helmholtzas, kuris įsivaizdavo, kad pagrindinė membrana yra panaši į fortepijono sukonstruotų stygų seriją. Pasak Helmholtzo, kiekviena baziliarinės membranos dalis rezonavo tam tikru dažniu. Nobelio premijos laureatas Bekesy įrodė, kad ši rezonansinė teorija yra klaidinga. Bekesy darbas parodė, kad pagrindinė membrana yra nevienalytė mechaninio sužadinimo perdavimo linija. Veikiant akustiniam dirgikliui, palei pagrindinę membraną sklinda banga. Priklausomai nuo dažnio, ši banga susilpnėja skirtingai. Kuo mažesnis dažnis, tuo toliau nuo ovalo lango (7 pav. 4) banga sklinda palei pagrindinę membraną, kol nepradės susilpnėti. Pavyzdžiui, banga, kurios dažnis yra 300 Hz, prieš prasidedant slopinimui, tęsiasi maždaug 25 mm nuo ovalo lango, o banga, kurios dažnis yra 100 Hz, pasiekia maksimumą šalia 30 mm.
Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, žingsnio suvokimą lemia pagrindinės membranos didžiausių virpesių padėtis. Šios vibracijos, veikiančios Corti organo receptorines ląsteles, sukelia veikimo potencialo atsiradimą, kuris klausos nervais perduodamas į smegenų žievę. Smegenys galiausiai apdoroja gaunamus signalus.
Įkeliama...