Mūsdienās teātra lugu un filmu dublēšana ir samērā vienkārša. Lielākā daļa nepieciešamo trokšņu pastāv elektroniskā veidā, trūkstošie tiek ierakstīti un apstrādāti datorā. Bet pat pirms pusgadsimta skaņu imitēšanai tika izmantoti pārsteidzošas atjautības mehānismi.

Tims Korenko

Šīs apbrīnojamās trokšņu mašīnas pēdējo gadu laikā ir izstādītas dažādās vietās, pirmo reizi - pirms vairākiem gadiem Politehniskajā muzejā. Tur mēs detalizēti izskatījām šo izklaidējošo ekspozīciju. Koka-metāla ierīces, kas pārsteidzoši atdarina sērfa un vēja skaņas, garāmbraucošu mašīnu un vilcienu, nagu klabināšanu un zobenu šķindoņu, sienāža čivināšanu un vardes kurkstīšanu, kāpuru šķindoņu un sprāgšanu. čaumalas - visas šīs apbrīnojamās mašīnas izstrādāja, uzlaboja un aprakstīja Vladimirs Aleksandrovičs Popovs - aktieris un trokšņu dizaina veidotājs teātrī un kino, kuram ir veltīta izstāde. Interesantākā ir ekspozīcijas interaktivitāte: ierīces nestāv, kā pie mums nereti ierasts, aiz trīs slāņiem ložu necaurlaidīga stikla, bet gan ir paredzētas lietotājam. Nāc, skatītāj, izliecies par skaņu dizaineri, svilpi vējam, trokšņo ar ūdenskritumu, spēlē vilcienu – un tas ir interesanti, patiešām interesanti.

Harmonijs. “Mūzikas instrumentu harmoniju izmanto, lai pārraidītu tanka troksni. Izpildītājs vienlaikus nospiež vairākus tastatūras apakšējos taustiņus (gan melnus, gan baltus) un vienlaikus sūknē gaisu, izmantojot pedāļus ”(V.A. Popovs).

Trokšņa meistars

Vladimirs Popovs savu karjeru sāka kā aktieris Maskavas Mākslas teātrī un pat pirms revolūcijas, 1908. gadā. Savos memuāros viņš rakstīja, ka kopš bērnības viņam patika skaņas simulācija, viņš mēģināja kopēt dažādus trokšņus, dabiskus un mākslīgus. Kopš 20. gadsimta 20. gadiem viņš beidzot iesaistījās skaņu industrijā, izstrādājot dažādas iekārtas priekšnesumu trokšņu projektēšanai. Un trīsdesmitajos gados viņa mehānismi parādījās kinoteātrī. Piemēram, ar savu apbrīnojamo mašīnu palīdzību Popovs izteica leģendāro Sergeja Eizenšteina gleznu "Aleksandrs Ņevskis".

Viņš traktēja trokšņus kā mūziku, rakstīja partitūras priekšnesumu un radioizrāžu skaņu fonam – un izdomāja, izdomāja, izdomāja. Dažas no Popova radītajām mašīnām ir saglabājušās līdz mūsdienām un krāj putekļus dažādu teātru aizmugurējās telpās - skaņu ierakstu attīstība padarīja nevajadzīgus viņa atjautīgos mehānismus, kas prasa noteiktas vadības prasmes. Mūsdienās vilciena troksnis tiek modelēts elektroniski, savukārt priesteru laikos vesels orķestris pēc stingri noteikta algoritma strādāja ar dažādām ierīcēm, lai radītu uzticamu tuvojošā vilciena imitāciju. Popova trokšņu kompozīcijās dažkārt bija iesaistīti līdz divdesmit mūziķiem.

Tvertnes troksnis. “Ja notikuma vietā parādās tanks, tad iedarbojas četrriteņu instrumenti ar metāla plāksnēm. Ierīci darbina, griežot krustu ap asi. Rezultāts ir spēcīga skaņa, ļoti līdzīga lielas tvertnes kāpurķēžu klauvēšanai ”(VA Popovs).

Viņa darba rezultāts bija 1953. gadā izdotā grāmata "Izrādes skaņas dizains" un vienlaikus saņemtā Staļina balva. Šeit varat minēt daudz dažādu faktu no izcilā izgudrotāja dzīves, taču mēs pievērsīsimies tehnoloģijai.

Koks un dzelzs

Būtiskākais, kam izstādes apmeklētāji ne vienmēr pievērš uzmanību, ir fakts, ka katra trokšņu mašīna ir mūzikas instruments, ar kuru jāprot spēlēt un kam nepieciešami noteikti akustiskie apstākļi. Piemēram, priekšnesumu laikā "pērkona mašīna" vienmēr tika novietota pašā augšā, celiņos virs skatuves, lai pērkona dārdi izplatītos pa visu skatītāju zāli, radot klātbūtnes sajūtu. Nelielā telpā tas gan neatstāj tik spilgtu iespaidu, tā skaņa nav tik dabiska un ir daudz tuvāka tam, kas patiesībā ir - mehānismā iebūvēto dzelzs riteņu klabināšanai. Taču dažu skaņu “nedabiskums” skaidrojams ar to, ka daudzi mehānismi nav paredzēti “solo” darbam – tikai “ansamblī”.

Savukārt citas iekārtas lieliski simulē skaņu neatkarīgi no telpas akustikas. Piemēram, "Roll" (mehānisms, kas rada sērfošanas troksni), milzīgs un neveikls, tik precīzi kopē viļņu ietekmi uz maigu krastu, ka, aizverot acis, var viegli iedomāties sevi kaut kur jūras tuvumā, plkst. bāka, vējainā laikā.

Jātnieku transports №4. “Ierīce, kas atveido ugunsdzēsēju karavānas radīto troksni. Lai ierīces darbības sākumā radītu vāju troksni, izpildītājs pārvieto vadības pogu pa kreisi, kā rezultātā trokšņa stiprums tiek mīkstināts. Kad ass virzās uz otru pusi, troksnis palielinās līdz ievērojamam spēkam ”(V.A. Popovs).

Popovs iedalīja trokšņus vairākās kategorijās: kaujas, dabas, rūpniecības, sadzīves, transporta utt. Dažus universālus paņēmienus varēja izmantot dažādu trokšņu simulēšanai. Piemēram, dažāda biezuma un izmēra dzelzs loksnes, kas karājās noteiktā attālumā viena no otras, varētu atdarināt tuvojošas tvaika lokomotīves troksni, ražošanas iekārtu šķindoņu un pat pērkonu. Popovs universālu ierīci nosauca arī par milzīgu kurnēšanas bungu, kas spēj darboties dažādās "nozarēs".

Bet lielākā daļa no šīm mašīnām ir diezgan vienkāršas. Specializētie mehānismi, kas paredzēti vienas skaņas simulēšanai, satur ļoti izklaidējošas inženierijas idejas. Piemēram, ūdens pilienu krišana tiek simulēta ar trumuļa griešanos, kuras sānu daļu nomaina dažādos attālumos nostieptas virves. Tās griežoties paceļ augšā fiksētās ādas pātagas, kas sit uz nākošajām virvēm – un tas tiešām izskatās pēc lāsēm. Dažāda stipruma vēji tiek atdarināti arī, izmantojot bungas, kas berzējas pret visa veida audumiem.

Bungu āda

Iespējams, visievērojamākais stāsts, kas saistīts ar Popova mašīnu rekonstrukciju, notika lielas bungu rīboņas veidošanas laikā. Milzīgam, gandrīz divus metrus diametra mūzikas instrumentam bija nepieciešama āda – taču izrādījās, ka Krievijā nav iespējams ietērpt, bet ne miecētu bungu ādu. Mūziķi devās uz īstu kautuvi, kur no buļļiem nopirka divas svaigas ādas. "Tajā bija kaut kas sirreāls," smejas Pīters. - Mēs braucam ar mašīnu uz teātri, un mums bagāžniekā ir asiņainas ādas. Mēs tos velkam uz teātra jumtu, atbrīvojamies no tiem, izžāvējam - nedēļu visa Sretenka smaržoja ... ”Bet galu galā bungas bija veiksmīgas.

Katrai ierīcei Vladimirs Aleksandrovičs bez kļūmēm tika piegādāts ar detalizētiem norādījumiem izpildītājam. Piemēram, Power Crack ierīce: “Spēcīgi sausi pērkona negaiss tiek veikti ar Power Crack ierīci. Stāvot uz darbgalda platformas, izpildītājs, noliecot krūtis uz priekšu un uzliekot abas rokas uz zobainās vārpstas, satver to un pagriež pret sevi.

Ir vērts atzīmēt, ka daudzas no Popova izmantotajām mašīnām tika izstrādātas pirms viņa: Vladimirs Aleksandrovičs tās tikai uzlaboja. Jo īpaši vēja bungas ir izmantotas teātros kopš dzimtbūšanas laikiem.

Gracioza dzīve

Viena no pirmajām filmām, kas pilnībā dublēta ar Popova mehānismu palīdzību, bija Borisa Jurceva vadītā komēdija "Graciozā dzīve". Papildus aktieru balsīm šajā filmā, kas iznāca 1932. gadā, nav nevienas dabas ierakstītas skaņas – viss ir simulēts. Ir vērts atzīmēt, ka no sešām Jurceva uzņemtajām pilnmetrāžas filmām šī ir vienīgā, kas saglabājusies. 1935. gadā apkaunots, režisors tika izsūtīts uz Kolimu; viņa filmas, izņemot Graciozo dzīvi, tika zaudētas.

Jauns iemiesojums

Pēc skaņu bibliotēku parādīšanās Popova automašīnas tika gandrīz aizmirstas. Viņi iegāja arhaismu kategorijā, pagātnē. Bet bija cilvēki, kurus interesēja pagātnes tehnoloģija ne tikai "celšanās no pelniem", bet arī atkal kļūst pieprasīta.

Ideja izveidot muzikālu mākslas projektu (kas vēl nebija veidojies kā interaktīva izstāde) jau sen bija Maskavas mūziķa, virtuoza pianista Pjotra Aidu prātā – un beidzot atrada savu materiālo iemiesojumu.

Ierīce "varde". Instrukcijas ierīcei "Frog" ir daudz sarežģītākas nekā līdzīgas instrukcijas citām ierīcēm. Krūkošo skaņu izpildītājam bija labi jāpārvalda instruments, lai iegūtā skaņas simulācija būtu gluži dabiska.

Projekta komanda daļēji atrodas Dramatiskās mākslas teātra skolā. Pats Pēteris Aidu - galvenā režisora ​​palīgs muzikālajā daļā, eksponātu veidošanas koordinators Aleksandrs Nazarovs - teātra darbnīcu vadītājs utt., kultūras projekts - un tas viss nebija velti.

Ar Petru Aidu sarunājāmies vienā no telpām ar ekspozīciju, šausmīgajā dārdoņā un troksnī, ko no eksponātiem izvilka apmeklētāji. "Šajā izstādē ir daudz slāņu," viņš teica. - Zināms vēsturiskais slānis, jo mēs audzinājām ļoti talantīga cilvēka Vladimira Popova vēsturi; interaktīvs slānis, jo cilvēki izbauda notiekošo; muzikāls slānis, jo izstādes noslēgumā plānojam tās eksponātus izmantot savās izrādēs, un ne tik daudz balss aktiermeistarībai, bet gan kā patstāvīgus mākslas objektus. Kamēr Pēteris runāja, aiz viņa darbojās televizors. Uz ekrāna redzama aina, kurā divpadsmit cilvēki harmoniski spēlē skaņdarbu "Vilciena troksnis" (tas ir lugas "Utopijas rekonstrukcija" fragments).

"Rullē". “Izpildītājs aktivizē ierīci ar izmērītu rezonatora (ierīces korpusa) ritmisku šūpošanos uz augšu un uz leju. Klusu viļņu sērfošanu veic, lēnām (ne līdz galam) lejot rezonatora saturu no viena tā gala uz otru. Pārtraucot satura ieliešanu vienā virzienā, ar ātru kustību novietojiet rezonatoru horizontālā stāvoklī un nekavējoties paņemiet to uz otru pusi. Spēcīgs viļņu uzliesmojums tiek veikts, lēnām nokrītot līdz visa rezonatora satura beigām ”(V.A.Popovs).

Mašīnas izgatavotas pēc Popova atstātajiem rasējumiem un aprakstiem - dažu Maskavas Mākslas teātra kolekcijā saglabāto mašīnu oriģinālus izstādes veidotāji ieraudzīja pēc darba beigām. Viena no galvenajām problēmām bija tā, ka 30. gados viegli iegūtās detaļas un materiāli nekur netiek lietoti un arī mūsdienās nav atrodami brīvajā tirgū. Piemēram, ir gandrīz neiespējami atrast 3 mm biezu un 1000x1000 mm lielu misiņa loksni, jo pašreizējais GOST paredz misiņa griešanu tikai 600x1500. Problēmas radās pat ar saplāksni: nepieciešamie 2,5 mm, pēc mūsdienu standartiem, pieder lidmašīnas modelim un ir diezgan reti, izņemot varbūt no Somijas.

Automašīna. “Automašīnas troksni rada divi izpildītāji. Viens no tiem griež riteņa rokturi, bet otrs nospiež pacelšanas dēļa sviru un atver vākus "(V.A. Popovs). Ir vērts atzīmēt, ka ar sviru un pārsegu palīdzību bija iespējams ievērojami mainīt automašīnas skaņu.

Bija vēl viena grūtība. Pats Popovs vairākkārt ir atzīmējis: lai atdarinātu jebkuru skaņu, jums ir absolūti precīzi jāiztēlojas, ko vēlaties sasniegt. Bet, piemēram, neviens no mūsu laikabiedriem nekad nav dzirdējis 20. gadsimta 30. gadu semafora pārslēgšanas skaņu tiešraidē - kā mēs varam pārliecināties, ka atbilstošā ierīce ir izgatavota pareizi? Nekādā gadījumā – atliek vien cerēt uz intuīciju un vecām filmām.

Taču kopumā veidotāju intuīcija nepievīla – viņiem viss izdevās. Lai gan sākotnēji trokšņu mašīnas bija paredzētas cilvēku lietošanai, nevis izklaidei, tās ir ļoti labas kā interaktīvas eksponāts muzejā. Griežot cita mehānisma rokturi, skatoties uz sienas pārraidīto mēmo filmu, jūties kā lielisks skaņu inženieris. Un tu jūti, kā zem tavām rokām dzimst nevis troksnis, bet mūzika.

2016. gada 18. februāris

Mājas izklaides pasaule ir diezgan daudzveidīga un var ietvert: filmas skatīšanos labā mājas kinozāles sistēmā; jautra un aizraujoša spēle vai mūzikas kompozīciju klausīšanās. Parasti katrs šajā jomā atrod kaut ko savu, vai arī visu apvieno uzreiz. Taču, lai kādi būtu cilvēka mērķi brīvā laika organizēšanā un kādā galējībā viņi nonāktu – visas šīs saites cieši saista viens vienkāršs un saprotams vārds – “skaņa”. Patiešām, visos šajos gadījumos mūs vadīs skaņu celiņa rokturis. Bet šis jautājums nav tik vienkāršs un triviāls, it īpaši tajos gadījumos, kad ir vēlme sasniegt augstas kvalitātes skaņu telpā vai citos apstākļos. Šim nolūkam ne vienmēr ir jāiegādājas dārgi hi-fi vai hi-end komponenti (lai gan tas būs ļoti noderīgi), taču pietiek ar labām fiziskās teorijas zināšanām, kas var novērst lielāko daļu problēmu, kas rodas ikvienam, kas vēlas iegūt augstas kvalitātes balss spēli.

Tālāk mēs aplūkosim skaņas un akustikas teoriju no fizikas viedokļa. Šajā gadījumā es centīšos to padarīt pēc iespējas pieejamāku jebkuram cilvēkam, kurš, iespējams, ir tālu no fizisko likumu vai formulu pārzināšanas, bet tomēr kaislīgi sapņo īstenot sapni par perfektas skaļruņu sistēmas izveidi. Neuzskatu, ka, lai sasniegtu labus rezultātus šajā jomā mājās (vai, piemēram, automašīnā) šīs teorijas ir rūpīgi jāpārzina, taču, izprotot pamatus, izvairīsies no daudzām stulbām un absurdām kļūdām, kā arī ļaus lai sasniegtu maksimālo sistēmas skaņas efektu.jebkurš līmenis.

Vispārējā skaņu teorija un mūzikas terminoloģija

Kas ir skaņu? Šī ir sajūta, ko uztver dzirdes orgāns. "auss"(pats par sevi parādība pastāv bez "auss" līdzdalības procesā, bet to ir vieglāk saprast), kas rodas, kad bungādiņa tiek uzbudināta ar skaņas vilni. Auss šajā gadījumā darbojas kā dažādu frekvenču skaņas viļņu "uztvērējs".
Skaņu vilnis tā būtībā ir dažādu frekvenču vides (visbiežāk gaisa vides normālos apstākļos) blīvējumu un izlāžu secīga sērija. Skaņas viļņu raksturs ir vibrācijas, ko izraisa un rada jebkura ķermeņa vibrācija. Klasiskā skaņas viļņa rašanās un izplatīšanās ir iespējama trīs elastīgās vidēs: gāzveida, šķidrā un cietā. Kad kādā no šiem telpas veidiem rodas skaņas vilnis, pašā vidē neizbēgami notiek dažas izmaiņas, piemēram, mainās gaisa blīvums vai spiediens, gaisa masu daļiņu kustība utt.

Tā kā skaņas vilnim ir svārstīgs raksturs, tam ir tāda īpašība kā frekvence. Biežums mēra hercos (par godu vācu fiziķim Heinriham Rūdolfam Hercam), un apzīmē svārstību skaitu laika periodā, kas vienāds ar vienu sekundi. Tie. piemēram, 20 Hz frekvence apzīmē 20 svārstību ciklu vienā sekundē. Tā augstuma subjektīvais jēdziens ir atkarīgs arī no skaņas frekvences. Jo vairāk skaņas vibrācijas tiek radītas sekundē, jo "augstāka" šķiet skaņa. Skaņas vilnim ir arī vēl viena svarīga īpašība, kurai ir nosaukums - viļņa garums. Viļņa garums ierasts ņemt vērā attālumu, kādu noteiktas frekvences skaņa veic laika posmā, kas vienāds ar vienu sekundi. Piemēram, zemākās skaņas viļņa garums dzirdamajā diapazonā cilvēkam pie 20 Hz ir 16,5 metri, bet augstākās skaņas viļņa garums 20 000 Hz ir 1,7 centimetri.

Cilvēka auss ir veidota tā, ka tā spēj uztvert viļņus tikai ierobežotā diapazonā, aptuveni 20 Hz - 20 000 Hz (atkarībā no konkrētā cilvēka īpašībām kāds spēj dzirdēt nedaudz vairāk, kāds mazāk) . Tādējādi tas nenozīmē, ka skaņas zem vai virs šīm frekvencēm neeksistē, tās vienkārši cilvēka auss neuztver, pārsniedzot dzirdamā diapazona robežas. Skaņa virs dzirdamā diapazona tiek saukta ultraskaņa, tiek izsaukta skaņa zem dzirdamā diapazona infraskaņa... Daži dzīvnieki spēj uztvert ultra un infra skaņas, daži pat izmanto šo diapazonu, lai orientētos kosmosā (sikspārņi, delfīni). Ja skaņa iziet caur vidi, kas nav tiešā saskarē ar cilvēka dzirdes orgānu, tad šāda skaņa vēlāk var netikt dzirdama vai ievērojami novājināta.

Skaņas muzikālajā terminoloģijā ir tādi svarīgi apzīmējumi kā skaņas oktāva, tonis un virstoni. Oktāva nozīmē intervālu, kurā frekvenču attiecība starp skaņām ir 1 pret 2. Oktāva parasti ir ļoti dzirdama, savukārt skaņas šajā intervālā var būt ļoti līdzīgas viena otrai. Par oktāvu var saukt arī skaņu, kas vibrē divas reizes vairāk nekā cita skaņa tajā pašā laika periodā. Piemēram, 800 Hz ir nekas vairāk kā augstāka oktāva 400 Hz, savukārt 400 Hz ir nākamā 200 Hz skaņas oktāva. Savukārt oktāva sastāv no toņiem un virstoņiem. Mainīgas vibrācijas vienas frekvences harmoniskā skaņas vilnī cilvēka auss uztver kā mūzikas tonis... Augstas frekvences vibrācijas var interpretēt kā augstas skaņas, zemas frekvences vibrācijas kā zemas skaņas. Cilvēka auss spēj skaidri atšķirt skaņas ar viena toņa atšķirību (līdz 4000 Hz). Neskatoties uz to, mūzikā tiek izmantots ārkārtīgi mazs toņu skaits. Tas tiek skaidrots no harmoniskās līdzskaņas principa apsvērumiem, viss balstās uz oktāvu principu.

Apsveriet mūzikas toņu teoriju, izmantojot noteiktā veidā izstieptas stīgas piemēru. Šādai virknei, atkarībā no spriedzes spēka, būs "noskaņošana" uz jebkuru noteiktu frekvenci. Kad šo stīgu kaut kas ar vienu noteiktu spēku ietekmēs, kas liks tai vibrēt, stabili tiks novērots viens noteikts skaņas tonis, dzirdēsim vēlamo skaņošanas frekvenci. Šo skaņu sauc par saknes toni. Pirmās oktāvas "A" nots frekvence, kas vienāda ar 440 Hz, ir oficiāli pieņemta kā pamattonis mūzikas sfērā. Tomēr lielākā daļa mūzikas instrumentu nekad neatveido tīrus pamata toņus, tos neizbēgami pavada virstoņi, t.s. pieskaņas... Šeit der atgādināt svarīgu mūzikas akustikas definīciju, skaņas tembra jēdzienu. Tembris- šī ir mūzikas skaņu iezīme, kas piešķir mūzikas instrumentiem un balsīm to unikālo atpazīstamo skaņas specifiku, pat ja salīdzinām vienāda augstuma un skaļuma skaņas. Katra mūzikas instrumenta tembrs ir atkarīgs no skaņas enerģijas sadalījuma pa toņiem skaņas parādīšanās brīdī.

Virstoni veido specifisku galvenā toņa krāsojumu, pēc kura varam viegli atpazīt un atpazīt konkrētu instrumentu, kā arī skaidri atšķirt tā skanējumu no cita instrumenta. Virstoni ir divu veidu: harmoniski un neharmoniski. Harmoniskas pieskaņas pēc definīcijas ir toņa frekvences daudzkārtņi. Gluži pretēji, ja virstoņi nav daudzkārtēji un manāmi novirzās no vērtībām, tad tos sauc neharmonisks... Mūzikā operēšana ar ne-vairākiem virstoņiem ir praktiski izslēgta, tāpēc termins tiek reducēts uz jēdzienu "virstonis", kas nozīmē harmoniku. Dažiem instrumentiem, piemēram, klavierēm, pamattonis pat nepaspēj izveidoties, īsā laikā virstoņu skaņas enerģija palielinās un pēc tam tikpat strauji samazinās. Daudzi instrumenti rada tā saukto "pārejas toņu" efektu, kad noteiktu virstoņu enerģija ir maksimālā noteiktā laika brīdī, parasti pašā sākumā, bet pēc tam pēkšņi mainās un pāriet uz citiem virstoņiem. Katra instrumenta frekvenču diapazonu var aplūkot atsevišķi, un tas parasti ir ierobežots līdz pamatfrekvencēm, ko konkrētais instruments var reproducēt.

Skaņas teorijā ir arī tāda lieta kā TROKSNIS. Troksnis- tā ir jebkura skaņa, ko rada viens ar otru nesaskaņotu avotu kopums. Ikvienam ir pazīstami koku lapotnes trokšņi, vēja šūpošanās utt.

No kā ir atkarīgs skaņas skaļums? Acīmredzot šī parādība ir tieši atkarīga no skaņas viļņa pārnēsātās enerģijas daudzuma. Lai noteiktu skaļuma kvantitatīvos rādītājus, ir jēdziens - skaņas intensitāte. Skaņas intensitāte Tiek definēts kā enerģijas plūsma, kas ir izgājusi caur kādu telpas apgabalu (piemēram, cm2) laika vienībā (piemēram, sekundē). Parastā sarunā intensitāte ir aptuveni 9 vai 10 W / cm2. Cilvēka auss spēj uztvert skaņas ar diezgan plašu jutības diapazonu, savukārt frekvences reakcija skaņas spektrā ir neviendabīga. Tas ir labākais veids, kā uztvert frekvenču diapazonu 1000 Hz - 4000 Hz, kas visplašāk aptver cilvēka runu.

Tā kā skaņas ir ļoti atšķirīgas pēc intensitātes, ir ērtāk to uzskatīt par logaritmisku lielumu un mērīt decibelos (pēc skotu zinātnieka Aleksandra Grehema Bela). Cilvēka auss dzirdes jutības apakšējais slieksnis ir 0 dB, augšējais ir 120 dB, to sauc arī par "sāpju slieksni". Jutības augšējo robežu arī cilvēka auss uztver ne vienādi, bet gan atkarīga no konkrētas frekvences. Zemas frekvences skaņām jābūt daudz intensīvākām nekā augstfrekvences skaņām, lai izraisītu sāpju slieksni. Piemēram, sāpju slieksnis pie zemas frekvences 31,5 Hz rodas pie 135 dB skaņas jaudas līmeņa, kad 2000 Hz frekvencē sāpju sajūtas parādās jau pie 112 dB. Ir arī skaņas spiediena jēdziens, kas faktiski paplašina parasto skaidrojumu skaņas viļņa izplatībai gaisā. Skaņas spiediens- tas ir mainīgs pārspiediens, kas rodas elastīgā vidē skaņas viļņa caurlaidības rezultātā.

Skaņas viļņu raksturs

Lai labāk izprastu skaņas viļņu ģenerēšanas sistēmu, iedomājieties klasisku skaļruni, kas atrodas caurulē, kas piepildīta ar gaisu. Ja skaļrunis izdara asu kustību uz priekšu, tad difuzora tiešā tuvumā esošais gaiss uz brīdi tiek saspiests. Pēc tam gaiss paplašināsies, tādējādi nospiežot saspiestā gaisa reģionu gar cauruli.
Šī viļņu kustība vēlāk būs skaņa, kad tā sasniegs dzirdes orgānu un "uzbudinās" bungādiņu. Kad gāzē rodas skaņas vilnis, rodas pārmērīgs spiediens un pārmērīgs blīvums, un daļiņas pārvietojas ar nemainīgu ātrumu. Par skaņas viļņiem svarīgi atcerēties, ka matērija nekustas līdzi skaņas vilnim, bet rodas tikai īslaicīgi gaisa masu traucējumi.

Ja mēs iedomājamies virzuli, kas piekārts brīvā telpā uz atsperes un veic atkārtotas kustības uz priekšu atpakaļ, tad šādas svārstības sauksim par harmoniskām vai sinusoidālām (ja attēlosim vilni grafika formā, tad šajā gadījumā iegūsim tīrākais sinusoids ar atkārtotiem kritumiem un kāpumiem). Ja iedomājamies skaļruni caurulē (kā iepriekš aprakstītajā piemērā), kas veic harmoniskas svārstības, tad šobrīd skaļrunis virzās "uz priekšu", tiek iegūts jau zināmais gaisa saspiešanas efekts un, kad skaļrunis pārvietojas "atpakaļ" , tiek iegūts pretējs vakuuma efekts. Šajā gadījumā pa cauruli izplatīsies mainīgas saspiešanas un retināšanas vilnis. Tiks izsaukts attālums gar cauruli starp blakus esošajiem maksimumiem vai minimumiem (fāzēm). viļņa garums... Ja daļiņas vibrē paralēli viļņa izplatīšanās virzienam, tad vilni sauc gareniski... Ja tie vibrē perpendikulāri izplatīšanās virzienam, tad sauc vilni šķērsvirziena... Parasti skaņas viļņi gāzēs un šķidrumos ir gareniski, bet cietās vielās var rasties abu veidu viļņi. Bīdes viļņi cietās vielās rodas no pretestības formas izmaiņām. Galvenā atšķirība starp šiem diviem viļņu veidiem ir tāda, ka bīdes vilnim piemīt polarizācijas īpašība (svārstības notiek noteiktā plaknē), savukārt garenvirziena vilnim nav.

Skaņas ātrums

Skaņas ātrums ir tieši atkarīgs no vides īpašībām, kurā tā izplatās. To nosaka (atkarīgs) divas vides īpašības: materiāla elastība un blīvums. Skaņas ātrums cietās vielās ir tieši atkarīgs no materiāla veida un tā īpašībām. Ātrums gāzveida vidē ir atkarīgs tikai no viena vides deformācijas veida: kompresijas-retināšanas. Spiediena izmaiņas skaņas vilnī notiek bez siltuma apmaiņas ar apkārtējām daļiņām un tiek sauktas par adiabātiskām.
Skaņas ātrums gāzē galvenokārt ir atkarīgs no temperatūras - tas palielinās, palielinoties temperatūrai, un samazinās, pazeminoties. Tāpat skaņas ātrums gāzveida vidē ir atkarīgs no pašu gāzes molekulu izmēra un masas – jo mazāka ir daļiņu masa un izmērs, jo attiecīgi lielāka viļņa "vadītspēja" un lielāks ātrums.

Šķidrā un cietā vidē skaņas izplatīšanās princips un ātrums ir līdzīgs tam, kā vilnis izplatās gaisā: ar kompresijas-izlādi. Bet šajās vidēs papildus tai pašai atkarībai no temperatūras diezgan svarīgs ir barotnes blīvums un tā sastāvs / struktūra. Jo mazāks vielas blīvums, jo lielāks skaņas ātrums un otrādi. Atkarība no barotnes sastāva ir sarežģītāka un tiek noteikta katrā konkrētajā gadījumā, ņemot vērā molekulu/atomu izvietojumu un mijiedarbību.

Skaņas ātrums gaisā pie t, ° C 20: 343 m/s
Skaņas ātrums destilētā ūdenī pie t, ° C 20: 1481 m / s
Skaņas ātrums tēraudā pie t, ° C 20: 5000 m/s

Stāvviļņi un traucējumi

Kad skaļrunis rada skaņas viļņus ierobežotā telpā, neizbēgami rodas viļņu atlēciena efekts no robežām. Tā rezultātā visbiežāk ir traucējumu efekts- ja divi vai vairāki skaņas viļņi ir uzlikti viens otram. Interferences fenomena īpašie gadījumi ir: 1) viļņu sitienu vai 2) stāvu viļņu veidošanās. Sitieni viļņi- tas ir gadījumā, ja notiek viļņu pievienošana ar tuvu frekvencēm un amplitūdām. Sitiena shēma: kad divi līdzīgas frekvences viļņi ir uzlikti viens otram. Kādā brīdī ar šo pārklāšanos amplitūdas virsotnes var būt "ārpus fāzes", un zemākās vērtības "ārpus fāzes" arī var būt vienādas. Tieši šādi tiek raksturoti skaņas sitieni. Ir svarīgi atcerēties, ka atšķirībā no stāvviļņiem pīķu fāzu sakritības nenotiek pastāvīgi, bet ar zināmiem laika intervāliem. Pēc auss šāds sitienu modelis ir diezgan skaidri nošķirts un tiek dzirdams attiecīgi kā periodisks skaļuma pieaugums un samazinājums. Šī efekta mehānisms ir ārkārtīgi vienkāršs: maksimumu sakritības brīdī apjoms palielinās, sabrukšanas sakritības brīdī apjoms samazinās.

Stāvviļņi rodas divu vienādas amplitūdas, fāzes un frekvences viļņu superpozīcijas gadījumā, kad šādiem viļņiem "sastopoties" viens virzās uz priekšu, bet otrs pretējā virzienā. Telpas griezumā (kur veidojās stāvvilnis) rodas priekšstats par divu frekvenču amplitūdu pārklāšanos ar mainīgiem maksimumiem (tā sauktajiem antimezgliem) un minimumiem (tā sauktajiem mezgliem). Kad notiek šī parādība, viļņa frekvence, fāze un vājinājuma koeficients atstarošanas punktā ir ārkārtīgi svarīgi. Atšķirībā no ceļojošiem viļņiem, stāvviļņos nenotiek enerģijas pārnešana, jo uz priekšu un atpakaļ viļņi, kas veido šo vilni, pārnes enerģiju vienādos daudzumos gan uz priekšu, gan pretējos virzienos. Lai vizuāli saprastu stāvviļņa rašanos, sniegsim piemēru no mājas akustikas. Pieņemsim, ka mums ir uz grīdas stāvoši skaļruņi ierobežotā telpā (telpā). Pēc tam, kad viņi ir likuši atskaņot kādu dziesmu ar lielu basu, mēģināsim mainīt klausītāja atrašanās vietu telpā. Tādējādi klausītājs, nokļuvis stāvviļņa minimuma (atņemšanas) zonā, sajutīs to, ka bass ir kļuvis ļoti mazs, un, ja klausītājs nonāks maksimālo (saskaitīšanas) frekvenču zonā, tad tiek iegūts pretējs efekts, ievērojami palielinot basa apgabalu. Šajā gadījumā efekts tiek novērots visās bāzes frekvences oktāvās. Piemēram, ja bāzes frekvence ir 440 Hz, tad "saskaitīšanas" vai "atņemšanas" parādība tiks novērota arī pie frekvencēm 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz utt.

Rezonanses fenomens

Lielākajai daļai cieto vielu ir sava rezonanses frekvence. Šo efektu ir diezgan viegli saprast, izmantojot piemēru, kad parasta caurule ir atvērta tikai vienā galā. Iedomājieties situāciju, ka no otra caurules gala tiek pieslēgts skaļrunis, kas var atskaņot kādu vienu nemainīgu frekvenci, to var arī vēlāk mainīt. Tātad caurulei ir sava rezonanses frekvence, vienkāršā izteiksmē - tā ir frekvence, kurā caurule "rezonē" vai izstaro savu skaņu. Ja skaļruņa frekvence (regulēšanas rezultātā) sakrīt ar caurules rezonanses frekvenci, tad skaļuma palielināšanas efekts parādīsies vairākas reizes. Tas notiek tāpēc, ka skaļrunis ar ievērojamu amplitūdu ierosina gaisa kolonnas vibrācijas caurulē, līdz tiek atrasta pati "rezonanses frekvence" un rodas summēšanas efekts. Radušos fenomenu var raksturot šādi: caurule šajā piemērā "palīdz" dinamikai, rezonējot noteiktā frekvencē, to pūles summējas un "izplūst" dzirdamā skaļā efektā. Mūzikas instrumentu piemērā šo parādību var viegli izsekot, jo vairumā gadījumu dizainā ir elementi, ko sauc par rezonatoriem. Nav grūti uzminēt, kas kalpo noteiktas frekvences vai mūzikas toņa paaugstināšanai. Piemēram: ģitāras korpuss ar rezonatoru cauruma formā, kas savienojas ar skaļumu; Flute caurules dizains (un visas caurules kopumā); Bungas korpusa cilindriskā forma, kas pati par sevi ir noteiktas frekvences rezonators.

Skaņas frekvenču spektrs un frekvences reakcija

Tā kā praksē praktiski nav vienādas frekvences viļņu, ir nepieciešams sadalīt visu dzirdamā diapazona audio spektru virstoņos vai harmonikās. Šiem nolūkiem ir grafiki, kas parāda skaņas vibrāciju relatīvās enerģijas atkarību no frekvences. Šādu grafiku sauc par audio frekvenču spektra grafiku. Skaņas frekvenču spektrs ir divi veidi: diskrēts un nepārtraukts. Diskrētā spektra diagrammā frekvences tiek parādītas atsevišķi, atdalītas ar tukšām vietām. Visas skaņas frekvences atrodas nepārtrauktā spektrā vienlaikus.
Mūzikas vai akustikas gadījumā visbiežāk tiek izmantots parastais grafiks. Frekvences reakcijas raksturojums(saīsināti kā "frekvences reakcija"). Šis grafiks parāda skaņas vibrāciju amplitūdas atkarību no frekvences visā frekvenču spektrā (20 Hz - 20 kHz). Aplūkojot šādu grafiku, ir viegli saprast, piemēram, konkrētā skaļruņa vai skaļruņu sistēmas stiprās vai vājās puses kopumā, spēcīgākās enerģijas atgriešanās zonas, frekvences kritumus un kāpumus, slāpēšanu, kā arī izsekot sabrukšanas slīpums.

Skaņas viļņu izplatīšanās, fāze un pretfāze

Skaņas viļņu izplatīšanās process notiek visos virzienos no avota. Vienkāršākais piemērs šīs parādības izpratnei ir ūdenī iemests akmentiņš.
No vietas, kur akmens nokrita, viļņi sāk novirzīties pa ūdens virsmu visos virzienos. Tomēr iedomāsimies situāciju, izmantojot skaļruni noteiktā skaļumā, teiksim, slēgtā kastē, kas ir savienota ar pastiprinātāju un atveido kaut kādu mūzikas signālu. Nav grūti pamanīt (īpaši, ja sūtāt spēcīgu zemfrekvences signālu, piemēram, basa bungas), ka skaļrunis veic strauju kustību uz priekšu un pēc tam tikpat strauju kustību atpakaļ. Atliek saprast, ka skaļrunim virzoties uz priekšu, tas izstaro skaņas vilni, ko dzirdam vēlāk. Bet kas notiek, kad skaļrunis pārvietojas atpakaļ? Un paradoksālā kārtā notiek tas pats, skaļrunis izdod vienu un to pašu skaņu, tikai tas mūsu piemērā izplatās pilnībā kastes skaļuma robežās, nepārkāpjot tās robežas (kaste ir aizvērta). Kopumā iepriekš dotajā piemērā var novērot diezgan daudz interesantu fizikālu parādību, no kurām nozīmīgākā ir fāzes jēdziens.

Skaņas vilnis, ko skaļrunis, atrodoties skaļumā, izstaro klausītāja virzienā, ir "fāzē". Atpakaļējais vilnis, kas nonāk kastes tilpumā, būs attiecīgi pretfāze. Atliek tikai saprast, ko šie jēdzieni nozīmē? Signāla fāze Vai skaņas spiediena līmenis pašreizējā laikā kādā telpas punktā. Šo fāzi visvieglāk saprast, izmantojot piemēru par mūzikas materiāla reproducēšanu, izmantojot parasto uz grīdas stāvošu mājas skaļruņu sistēmu pāri. Iedomāsimies, ka divi šādi uz grīdas stāvoši skaļruņi ir uzstādīti noteiktā telpā un spēlē. Šajā gadījumā abas akustiskās sistēmas atveido sinhronu signālu ar mainīgu skaņas spiedienu, savukārt viena skaļruņa skaņas spiediens tiek pievienots otra skaļruņa skaņas spiedienam. Līdzīgs efekts rodas attiecīgi no kreisā un labā skaļruņa signāla sinhronas reproducēšanas, citiem vārdiem sakot, kreisā un labā skaļruņa izstarotā viļņu virsotnes un lejas sakrīt.

Tagad iedomājieties, ka skaņas spiedieni joprojām mainās tādā pašā veidā (nav mainījušies), bet tikai tagad tie ir pretēji viens otram. Tas var notikt, ja pievienojat vienu no diviem skaļruņiem ar apgrieztu polaritāti ("+" kabelis no pastiprinātāja uz "-" skaļruņu termināli un "-" kabelis no pastiprinātāja uz "+" skaļruņu termināli). Šajā gadījumā pretējs signāls radīs spiediena starpību, ko var attēlot kā skaitļus šādi: kreisais skaļrunis radīs spiedienu "1 Pa" un labais skaļrunis radīs spiedienu "mīnus 1 Pa". Rezultātā kopējais skaņas skaļums klausīšanās pozīcijā būs vienāds ar nulli. Šo parādību sauc par antifāzi. Ja mēs detalizētāk aplūkojam piemēru, lai saprastu, izrādās, ka divas dinamikas, kas spēlē "fāzē" - rada tādas pašas gaisa blīvēšanas un vakuuma zonas, kas faktiski palīdz viena otrai. Idealizētas pretfāzes gadījumā viena skaļruņa izveidotā gaisa telpas sablīvējuma laukums tiks papildināts ar otrā skaļruņa radīto gaisa telpas depresijas laukumu. Tas aptuveni izskatās pēc savstarpējas sinhronas viļņu slāpēšanas fenomena. Tiesa, praksē skaļums nesamazinās līdz nullei, un mēs dzirdēsim stipri izkropļotu un novājinātu skaņu.

Vispieejamākajā veidā šo parādību var raksturot šādi: divi signāli ar vienādām svārstībām (frekvenci), bet nobīdīti laikā. Ņemot to vērā, ir ērtāk attēlot šīs pārvietošanās parādības, izmantojot parastā apaļā analogā pulksteņa piemēru. Iedomāsimies, ka pie sienas karājas vairāki identiski apaļie pulksteņi. Kad šī pulksteņa sekunžu rādītāji darbojas sinhroni, vienā pulkstenī 30 sekundes, bet otrā 30, tad šis ir signāla piemērs, kas atrodas fāzē. Ja sekunžu rādītāji darbojas ar nobīdi, bet ātrums joprojām ir nemainīgs, piemēram, dažiem pulksteņiem 30 sekundes, bet citiem 24 sekundes, tad šis ir klasisks fāzes nobīdes (nobīdes) piemērs. Tāpat fāze tiek mērīta grādos virtuālā apļa ietvaros. Šajā gadījumā, kad signāli tiek nobīdīti viens pret otru par 180 grādiem (puse perioda), tiek iegūta klasiskā pretfāze. Bieži praksē notiek nelielas fāzu nobīdes, kuras var noteikt arī grādos un veiksmīgi novērst.

Viļņi ir plakani un sfēriski. Plaknes viļņu fronte izplatās tikai vienā virzienā, un praksē tā ir reti sastopama. Sfēriskā viļņu fronte ir vienkāršs viļņu veids, kas izplūst no viena punkta un virzās visos virzienos. Skaņas viļņiem ir īpašums difrakcija, t.i. spēja noliekties ap šķēršļiem un objektiem. Liekšanas pakāpe ir atkarīga no skaņas viļņa garuma attiecības pret šķēršļa vai cauruma izmēru. Difrakcija notiek arī tad, ja skaņas ceļā ir šķērslis. Šajā gadījumā ir iespējami divi scenāriji: 1) Ja šķēršļa izmēri ir daudz lielāki par viļņa garumu, tad skaņa tiek atspoguļota vai absorbēta (atkarībā no materiāla absorbcijas pakāpes, šķēršļa biezuma utt.). ), un aiz šķēršļa veidojas "akustiskās ēnas" zona ... 2) Ja šķēršļa izmēri ir salīdzināmi ar viļņa garumu vai pat mazāki par to, tad skaņa zināmā mērā izkliedējas visos virzienos. Ja skaņas vilnis, kas pārvietojas vienā vidē, saskaras ar saskarni ar citu vidi (piemēram, gaisa vidi ar cietu vidi), tad var rasties trīs scenāriji: 1) vilnis tiks atspoguļots no saskarnes 2) vilnis var pāriet cita vide, nemainot virzienu 3) vilnis var pāriet citā vidē ar virziena maiņu pie robežas, to sauc par "viļņu refrakciju".

Skaņas viļņa pārspiediena attiecību pret vibrācijas skaļuma ātrumu sauc par viļņu pretestību. Vienkāršiem vārdiem sakot, vides viļņu pretestība var saukt par spēju absorbēt skaņas viļņus vai "pretoties" tiem. Atstarošanas un pārraides koeficienti ir tieši atkarīgi no abu mediju raksturīgo pretestību attiecības. Raksturīgā pretestība gāzveida vidē ir daudz zemāka nekā ūdenī vai cietās vielās. Tāpēc, ja skaņas vilnis gaisā nokrīt uz cieta objekta vai dziļūdens virsmas, tad skaņa vai nu tiek atstarota no virsmas, vai arī lielā mērā tiek absorbēta. Tas ir atkarīgs no virsmas biezuma (ūdens vai cieta viela), uz kuras krīt vēlamais skaņas vilnis. Ar mazu cietas vai šķidras vides biezumu skaņas viļņi gandrīz pilnībā "iziet", un otrādi, ar lielu vides biezumu, viļņi tiek atspoguļoti biežāk. Skaņas viļņu atstarošanas gadījumā šis process notiek saskaņā ar labi zināmo fizikālo likumu: "Krišanas leņķis ir vienāds ar atstarošanas leņķi." Šajā gadījumā, kad vilnis no vides ar mazāku blīvumu nokrīt uz robežas ar vidi ar lielāku blīvumu, parādība notiek refrakcija... Tas sastāv no skaņas viļņa saliekšanas (refrakcijas) pēc šķēršļa "satikšanās", un to obligāti pavada ātruma izmaiņas. Refrakcija ir atkarīga arī no vides temperatūras, kurā notiek atstarošana.

Skaņas viļņu izplatīšanās procesā kosmosā neizbēgami notiek to intensitātes samazināšanās, var teikt, viļņu vājināšanās un skaņas vājināšanās. Praksē ar šādu efektu saskarties ir pavisam vienkārši: piemēram, ja divi cilvēki stāv uz lauka noteiktā tuvā attālumā (metra vai tuvāk) un sāk viens otram kaut ko teikt. Ja pēc tam palielināsit attālumu starp cilvēkiem (ja viņi sāk attālināties viens no otra), tas pats sarunas skaļuma līmenis kļūs arvien mazāk dzirdams. Šis piemērs skaidri parāda skaņas viļņu intensitātes samazināšanās fenomenu. Kāpēc tas notiek? Iemesls tam ir dažādi siltuma pārneses procesi, molekulārā mijiedarbība un skaņas viļņu iekšējā berze. Visbiežāk praksē notiek skaņas enerģijas pārvēršana siltumā. Šādi procesi neizbēgami rodas jebkurā no 3 skaņas izplatīšanās līdzekļiem un tos var raksturot kā skaņas viļņu absorbcija.

Skaņas viļņu absorbcijas intensitāte un pakāpe ir atkarīga no daudziem faktoriem, piemēram: vides spiediena un temperatūras. Arī absorbcija ir atkarīga no skaņas īpašās frekvences. Skaņas vilnim izplatoties šķidrumos vai gāzēs, rodas berzes efekts starp dažādām daļiņām, ko sauc par viskozitāti. Šīs berzes rezultātā molekulārā līmenī notiek viļņa transformācijas process no skaņas uz siltumu. Citiem vārdiem sakot, jo augstāka ir vides siltumvadītspēja, jo zemāka ir viļņu absorbcijas pakāpe. Skaņas absorbcija gāzveida vidē ir atkarīga arī no spiediena (atmosfēras spiediens mainās, palielinoties augstumam attiecībā pret jūras līmeni). Runājot par absorbcijas pakāpes atkarību no skaņas frekvences, ņemot vērā iepriekš minētās viskozitātes un siltumvadītspējas atkarības, jo augstāka ir tās frekvence, jo lielāka skaņas absorbcija. Piemēram, normālā temperatūrā un spiedienā gaisā viļņa ar frekvenci 5000 Hz absorbcija ir 3 dB / km, un viļņa absorbcija ar frekvenci 50 000 Hz jau būs 300 dB / m.

Cietā vidē visas iepriekš minētās atkarības (siltuma vadītspēja un viskozitāte) tiek saglabātas, taču tam tiek pievienoti vēl vairāki nosacījumi. Tie ir saistīti ar cieto materiālu molekulāro struktūru, kas var būt atšķirīga, ar savu neviendabīgumu. Atkarībā no šīs iekšējās cietās molekulārās struktūras skaņas viļņu absorbcija šajā gadījumā var būt atšķirīga un atkarīga no konkrētā materiāla veida. Skaņai izejot cauri cietai vielai, vilnis piedzīvo virkni transformāciju un izkropļojumu, kas visbiežāk noved pie skaņas enerģijas izkliedes un absorbcijas. Molekulārā līmenī var rasties dislokācijas efekts, kad skaņas vilnis izraisa atomu plakņu nobīdi, kuras pēc tam atgriežas sākotnējā stāvoklī. Vai arī dislokāciju kustība noved pie sadursmēm ar tām perpendikulārām dislokācijām vai kristāla struktūras defektiem, kas izraisa to palēnināšanos un līdz ar to zināmu skaņas viļņa absorbciju. Tomēr skaņas vilnis var rezonēt ar šiem defektiem, kas izkropļo sākotnējo vilni. Skaņas viļņa enerģija mijiedarbības brīdī ar materiāla molekulārās struktūras elementiem tiek izkliedēta iekšējās berzes procesu rezultātā.

Mēģināšu noskaidrot cilvēka dzirdes uztveres iezīmes un dažus skaņas izplatīšanās smalkumus un iezīmes.

Pēdējā laikā ir bijis daudz strīdu par vēja turbīnu radītajām briesmām un priekšrocībām no vides viedokļa. Apskatīsim dažas no pozīcijām, uz kurām vispirms atsaucas vēja enerģijas pretinieki.

Viens no galvenajiem argumentiem pret vēja turbīnu izmantošanu ir troksnis ... Vēja turbīnas rada divu veidu troksni: mehānisko un aerodinamisko. Mūsdienu vēja turbīnu radītais troksnis 20 m attālumā no uzstādīšanas vietas ir 34 - 45 dB. Salīdzinājumam: fona troksnis naktī ciematā ir 20 - 40 dB, troksnis no automašīnas ar ātrumu 64 km/h - 55 dB, trokšņa fons birojā ir 60 dB, troksnis no kravas automašīnas plkst. ātrums 48 km / h attālumā no 100 m - 65 dB, troksnis no domkrata 7 m attālumā - 95 dB. Tādējādi vēja turbīnas nav trokšņa avots, kas nekādā veidā negatīvi ietekmē cilvēka veselību.
Infraskaņa un vibrācija - vēl viens negatīvas ietekmes jautājums. Vējdzirnavu darbības laikā lāpstiņu galos veidojas virpuļi, kas patiesībā ir infraskaņas avoti, jo lielāka ir vējdzirnavu jauda, ​​lielāka vibrācijas jauda un negatīva ietekme uz savvaļas dzīvniekiem. Šo vibrāciju biežums - 6-7 Hz - sakrīt ar cilvēka smadzeņu dabisko ritmu, tāpēc ir iespējami daži psihotropi efekti. Bet tas viss attiecas uz spēcīgajiem vēja parkiem (pat attiecībā uz tiem tas nav pierādīts). Mazā vēja enerģija šajā aspektā ir daudz drošāka dzelzceļa transportam, automašīnām, tramvajiem un citiem infraskaņas avotiem, ar kuriem mēs sastopamies ikdienā.
Relatīvi vibrācijas , tad tie vairāk apdraud nevis cilvēkus, bet gan ēkas un būves, tās samazināšanas metodes ir labi pētīts jautājums.Ja lāpstiņām ir izvēlēts labs aerodinamiskais profils, vēja turbīna ir labi sabalansēta, ģenerators ir darba kārtībā, tehniskā apskate tiek veikta laicīgi, tad problēmu nav vispār. Izņemot to, ka var būt nepieciešama papildu amortizācija, ja vēja turbīna atrodas uz jumta.
Vēja ģeneratoru pretinieki atsaucas arī uz t.s vizuālā ietekme ... Vizuālā ietekme ir subjektīvs faktors. Lai uzlabotu vēja turbīnu estētisko izskatu, daudzas lielas firmas nodarbina profesionālus dizainerus. Ainavu dizaineri tiek nolīgti, lai attaisnotu jaunus projektus. Savukārt, veicot sabiedriskās domas aptauju uz jautājumu "Vai vēja turbīnas sabojā kopējo ainavu?" 94% aptaujāto atbildēja noraidoši, un daudzi uzsvēra, ka no estētiskā viedokļa vēja turbīnas harmoniski iekļaujas vidē, atšķirībā no tradicionālajām elektrolīnijām.
Tāpat viens no argumentiem pret vēja turbīnu izmantošanu ir kaitējums dzīvniekiem un putniem ... Tajā pašā laikā statistika liecina, ka uz 10 000 indivīdu mazāk nekā 1 vienība iet bojā vēja turbīnu dēļ, 250 vienības iet bojā no TV torņiem, 700 vienības mirst no pesticīdiem, 700 vienības mirst no dažādiem mehānismiem, elektropārvades līniju dēļ. 800gb, kaķu dēļ - 1000gab, māju/logu dēļ - 5500gab. Tādējādi vēja turbīnas nav lielākais ļaunums mūsu faunai.
Savukārt 1 MW vēja ģenerators samazina ikgadējās emisijas atmosfērā 1800 tonnas oglekļa dioksīda, 9 tonnas sēra oksīda, 4 tonnas slāpekļa oksīda. Iespējams, pāreja uz vēja enerģiju ietekmēs ozona slāņa samazināšanās ātrumu un attiecīgi uz globālās sasilšanas ātrums.
Turklāt vēja turbīnas, atšķirībā no termoelektrostacijām, ģenerē elektroenerģiju, neizmantojot ūdeni, kas samazina ūdens resursu izmantošanu.
Vēja turbīnas ražo elektroenerģiju, nededzinot tradicionālo kurināmo, tādējādi samazinot degvielas pieprasījumu un cenas.
Analizējot iepriekš minēto, var droši teikt no vides viedokļa vēja turbīnas nav kaitīgas. Praktiskais apstiprinājums tam ir tādsšīs tehnoloģijas strauji attīstās Eiropas Savienībā, ASV, Ķīnā un citās pasaules valstīs. Mūsdienu vēja enerģija mūsdienās saražo vairāk nekā 200 miljardus kWh gadā, kas ir līdzvērtīgi 1,3% no globālās elektroenerģijas ražošanas. Tajā pašā laikā dažās valstīs šis rādītājs sasniedz 40%.

Vai esat kādreiz domājuši, ka skaņa ir viena no spilgtākajām dzīves, darbības, kustības izpausmēm? Un arī par to, ka katrai skaņai ir sava "seja"? Un pat ar aizvērtām acīm, neko neredzot, varam tikai nojaust pēc skaņas, kas notiek apkārt. Mēs varam atšķirt savu paziņu balsis, dzirdēt šalkoņu, rūkoņu, riešanu, ņaudēšanu utt. Visas šīs skaņas mums ir pazīstamas no bērnības, un mēs varam viegli atpazīt jebkuru no tām. Turklāt pat absolūtā klusumā katru no uzskaitītajām skaņām varam dzirdēt ar savu iekšējo ausi. Iedomājieties to it kā patiesībā.

Kas ir skaņa?

Skaņas, ko uztver cilvēka auss, ir viens no svarīgākajiem informācijas avotiem par apkārtējo pasauli. Jūras un vēja troksnis, putnu dziedāšana, cilvēku balsis un dzīvnieku kliedzieni, pērkona ripošana, skaņas, kas kustas pie auss, ļauj vieglāk pielāgoties mainīgajiem ārējiem apstākļiem.

Ja, piemēram, akmens nokrita kalnos un tuvumā nebija neviena, kas varētu dzirdēt tā krišanas skaņu, vai bija skaņa vai nebija? Uz jautājumu var vienlīdz atbildēt gan pozitīvi, gan negatīvi, jo vārdam "skaņa" ir divējāda nozīme. Tāpēc ir jāpiekrīt. Tāpēc jāvienojas par to, ko uzskatīt par skaņu – fizisku parādību skaņu formā. skaņas vibrāciju izplatīšanās gaisā vai klausītāja sajūta. būtībā ir cēlonis, otrais ir sekas, savukārt pirmais skaņas jēdziens ir objektīvs, otrais ir subjektīvs. Pirmajā gadījumā skaņa patiešām ir enerģijas plūsma, kas plūst kā upes straume.Šāda skaņa var mainīt vidi, caur kuru tā iet, un tā tiek izmainīta pati. palīglīdzeklis Dzirdot skaņu, cilvēks var izjust dažādas sajūtas Skaņas veido runas pamatu, kas kalpo kā galvenais saziņas līdzeklis cilvēku sabiedrībā. Visbeidzot, ir tāda skaņas forma kā troksnis. Skaņas analīze no subjektīvās uztveres viedokļa ir grūtāka nekā ar objektīvu vērtējumu.

Kā izveidot skaņu?

Visām skaņām kopīgs ir tas, ka vibrē ķermeņi, kas tās rada, tas ir, skaņas avoti (lai gan visbiežāk šīs vibrācijas ir acīm neredzamas). Piemēram, cilvēku un daudzu dzīvnieku balsu skaņas rodas viņu balss saišu vibrācijas rezultātā, pūšamo mūzikas instrumentu skaņas, sirēnas skaņas, vēja svilpes un pērkons rodas no vibrācijām. no gaisa masām.

Izmantojot lineālu kā piemēru, jūs varat burtiski ar acīm redzēt, kā dzimst skaņa. Kādu kustību lineāls veic, kad mēs nostiprinām vienu galu, atvelkam otru un atlaižam? Mēs pamanīsim, ka viņš it kā trīcēja, vilcinājās. Pamatojoties uz to, mēs secinām, ka skaņu rada dažu objektu īsa vai ilgstoša vibrācija.

Skaņas avots var būt ne tikai vibrējoši objekti. Ložu vai šāviņu svilpiens lidojumā, vēja gaudošana, reaktīvo dzinēju rūkoņa dzimst no plīsumiem gaisa plūsmā, kas arī izraisa tās retināšanu un saspiešanu.

Tāpat skaņas vibrācijas kustības var pamanīt, izmantojot ierīci – kamertoni. Tas ir izliekts metāla stienis, kas uzstādīts uz kājas, uz rezonatora kastes. Ja ar āmuru sitīsi pa kamertonu, skanēs. Kamondakšu zaru svārstības ir nemanāmas. Bet tos var atrast, ja pie skanošas kamertonis pienes uz vītnes piekārtu mazu bumbiņu. Bumbiņa periodiski atsitīsies, kas norāda uz kamerona zaru vibrācijām.

Skaņas avota mijiedarbības ar apkārtējo gaisu rezultātā gaisa daļiņas ar skaņas avota kustībām laika gaitā (vai "gandrīz laikā") sāk sarauties un paplašināties. Tad, pateicoties gaisa kā šķidruma īpašībām, vibrācijas tiek pārnestas no dažām gaisa daļiņām uz citām.

Uz skaņas viļņu izplatības skaidrojumu

Rezultātā vibrācijas tiek pārraidītas pa gaisu attālumā, tas ir, gaisā izplatās skaņa vai akustiskais vilnis, jeb, vienkārši, skaņa. Skaņa, sasniedzot cilvēka ausi, savukārt uzbudina viņa jutīgo zonu vibrācijas, kuras mēs uztveram runas, mūzikas, trokšņa utt. veidā (atkarībā no skaņas īpašībām, ko nosaka tās avota raksturs) .

Skaņas viļņu izplatīšanās

Vai ir iespējams redzēt, kā skaņa "skrien"? Caurspīdīgā gaisā vai ūdenī daļiņu vibrācijas pašas par sevi ir neredzamas. Bet jūs varat viegli atrast piemēru, kas jums pateiks, kas notiek, kad skaņa izplatās.

Nepieciešams skaņas viļņu izplatīšanās nosacījums ir materiālās vides klātbūtne.

Vakuumā skaņas viļņi neizplatās, jo nav daļiņu, kas pārraida mijiedarbību no svārstību avota.

Tāpēc uz Mēness atmosfēras trūkuma dēļ valda pilnīgs klusums. Pat meteorīta krišana uz tā virsmas nav dzirdama novērotājam.

Skaņas viļņu izplatīšanās ātrumu nosaka daļiņu mijiedarbības pārraides ātrums.

Skaņas ātrums ir skaņas viļņu izplatīšanās ātrums vidē. Gāzē skaņas ātrums izrādās aptuveni (precīzāk, nedaudz mazāks) molekulu termiskā ātruma robežās un tāpēc palielinās, palielinoties gāzes temperatūrai. Jo lielāka ir vielas molekulu mijiedarbības potenciālā enerģija, jo lielāks ir skaņas ātrums, tātad skaņas ātrums šķidrumā, kas, savukārt, pārsniedz skaņas ātrumu gāzē. Piemēram, jūras ūdenī skaņas ātrums ir 1513 m / s. Tēraudā, kur var izplatīties šķērsvirziena un garenviļņi, to izplatīšanās ātrums ir atšķirīgs. Šķērsviļņi izplatās ar ātrumu 3300 m/s, bet garenviļņi ar ātrumu 6600 m/s.

Skaņas ātrumu jebkurā vidē aprēķina pēc formulas:

kur β ir barotnes adiabātiskā saspiežamība; ρ ir blīvums.

Skaņas viļņu izplatīšanās likumi

Skaņas izplatīšanās pamatlikumi ietver tās atstarošanas un laušanas likumus uz dažādu mediju robežām, kā arī skaņas difrakciju un tās izkliedi šķēršļu un neviendabīgumu klātbūtnē vidē un saskarnēs starp nesējiem.

Skaņas absorbcijas attālumu ietekmē skaņas absorbcijas faktors, tas ir, skaņas viļņu enerģijas neatgriezeniska pārnešana citos enerģijas veidos, jo īpaši siltumā. Svarīgs faktors ir arī starojuma virziens un skaņas izplatīšanās ātrums, kas atkarīgs no vides un tās konkrētā stāvokļa.

Akustiskie viļņi izplatās no skaņas avota visos virzienos. Ja skaņas vilnis iziet cauri salīdzinoši mazam caurumam, tad tas izplatās visos virzienos, nevis iet virzītā starā. Piemēram, ielas skaņas, kas iekļūst telpā pa atvērtu logu, ir dzirdamas visos punktos, nevis tikai pret logu.

Skaņas viļņu izplatīšanās šķēršļa tuvumā ir atkarīga no šķēršļa lieluma un viļņa garuma attiecības. Ja šķēršļa izmēri ir mazi, salīdzinot ar viļņa garumu, tad vilnis plūst ap šo šķērsli, izplatoties visos virzienos.

Skaņas viļņi, kas iekļūst no vienas vides uz otru, novirzās no sākotnējā virziena, tas ir, tie tiek lauzti. Rerakcijas leņķis var būt lielāks vai mazāks par krišanas leņķi. Tas ir atkarīgs no tā, no kura vides skaņa ienāk. Ja skaņas ātrums otrajā vidē ir lielāks, tad laušanas leņķis būs lielāks par krišanas leņķi un otrādi.

Sastopoties ar šķērsli savā ceļā, skaņas viļņi no tā tiek atstaroti pēc stingri noteikta likuma – atstarošanas leņķis ir vienāds ar krišanas leņķi – tas ir saistīts ar atbalss jēdzienu. Ja skaņa atstarojas no vairākām virsmām dažādos attālumos, rodas vairākas atbalsis.

Skaņa izplatās atšķirīga sfēriska viļņa veidā, kas aizpilda arvien lielāku apjomu. Palielinoties attālumam, vides daļiņu vibrācijas vājina, un skaņa tiek izkliedēta. Ir zināms, ka, lai palielinātu pārraides attālumu, skaņa ir jākoncentrē noteiktā virzienā. Kad vēlamies, piemēram, lai mūs sadzird, pieliekam rokas pie mutes vai lietojam iemuti.

Difrakcijai, tas ir, skaņas staru liecei, ir liela ietekme uz skaņas izplatīšanās diapazonu. Jo neviendabīgāka vide, jo vairāk skaņas stars ir saliekts un attiecīgi mazāks skaņas izplatīšanās attālums.

Skaņas īpašības un raksturlielumi

Galvenās skaņas fizikālās īpašības ir vibrāciju biežums un intensitāte. Tie ietekmē arī cilvēku dzirdes uztveri.

Svārstību periods ir laiks, kurā notiek viena pilnīga svārstība. Šūpojoša svārsta piemērs ir, kad tas pārvietojas no galējās kreisās pozīcijas galēji labajā pusē un atgriežas sākotnējā stāvoklī.

Svārstību frekvence ir pilnīgu svārstību (periodu) skaits vienā sekundē. Šo vienību sauc par herciem (Hz). Jo augstāka ir vibrācijas frekvence, jo augstāku skaņu dzirdam, tas ir, skaņai ir augstāks tonis. Saskaņā ar pieņemto starptautisko mērvienību sistēmu 1000 Hz sauc par kiloherciem (kHz), bet 1 000 000 sauc par megaherciem (MHz).

Frekvenču sadalījums: dzirdamas skaņas - 15Hz-20kHz robežās, infraskaņas - zem 15Hz; ultraskaņas - 1,5 (104 - 109 Hz; hiperskaņas - 109 - 1013 Hz robežās.

Cilvēka auss ir visjutīgākā pret skaņām ar frekvenci no 2000 līdz 5000 kHz. Vislielākais dzirdes asums tiek novērots 15-20 gadu vecumā. Dzirde pasliktinās līdz ar vecumu.

Viļņa garuma jēdziens ir saistīts ar svārstību periodu un biežumu. Skaņas viļņa garums ir attālums starp diviem secīgiem vides sabiezēšanas vai retināšanas gadījumiem. Piemēram, viļņi, kas izplatās uz ūdens virsmas, ir attālums starp divām virsotnēm.

Skaņas atšķiras arī tembrā. Skaņas galveno toni pavada minori toņi, kuru frekvence vienmēr ir augstāka (virstonis). Tembris ir skaņas kvalitātes raksturojums. Jo vairāk virstoņu uzlikts galvenajam tonim, jo ​​muzikāli ir "sūdīgāka" skaņa.

Otra galvenā īpašība ir vibrācijas amplitūda. Šī ir lielākā novirze no līdzsvara stāvokļa harmonisko vibrāciju laikā. Piemēram, ar svārstu - tā maksimālā novirze uz galējo kreiso pozīciju vai uz galējo labo pozīciju. Vibrācijas amplitūda nosaka skaņas intensitāti (spēku).

Skaņas stiprumu jeb intensitāti nosaka akustiskās enerģijas daudzums, kas vienā sekundē plūst cauri viena kvadrātcentimetra laukumam. Līdz ar to akustisko viļņu intensitāte ir atkarīga no avota radītā akustiskā spiediena lieluma vidē.

Skaļums savukārt ir saistīts ar skaņas intensitāti. Jo augstāka ir skaņas intensitāte, jo skaļāka tā ir. Tomēr šie jēdzieni nav līdzvērtīgi. Skaļums ir skaņas izraisītās dzirdes sajūtas stipruma mērs. Vienādas intensitātes skaņa dažādiem cilvēkiem var radīt atšķirīgu dzirdes uztveri. Katram cilvēkam ir savs dzirdes slieksnis.

Cilvēks pārstāj dzirdēt ļoti augstas intensitātes skaņas un uztver tās kā spiediena un pat sāpju sajūtu. Šo skaņas spēku sauc par sāpju slieksni.

Skaņas ietekme uz cilvēka dzirdes orgāniem

Cilvēka dzirdes orgāni spēj uztvert vibrācijas ar frekvenci no 15-20 hercu līdz 16-20 tūkstošiem hercu. Mehāniskās vibrācijas ar norādītajām frekvencēm sauc par skaņas vai akustiskām (akustika - skaņas izpēte) Cilvēka auss ir visjutīgākā pret skaņām ar frekvenci no 1000 līdz 3000 Hz. Vislielākais dzirdes asums tiek novērots 15-20 gadu vecumā. Dzirde pasliktinās līdz ar vecumu. Personai, kas jaunāka par 40 gadiem, vislielākā jutība ir 3000 Hz, no 40 līdz 60 gadiem - 2000 Hz, virs 60 gadiem - 1000 Hz. Diapazonā līdz 500 Hz mēs spējam atšķirt frekvences samazināšanos vai palielināšanos, pat 1 Hz. Augstākās frekvencēs mūsu dzirdes aparāti kļūst mazāk jutīgi pret šīm nelielajām frekvences izmaiņām. Tātad pēc 2000 Hz mēs varam atšķirt vienu skaņu no citas tikai tad, ja frekvences atšķirība ir vismaz 5 Hz. Ar mazāku atšķirību skaņas mums šķitīs vienādas. Tomēr gandrīz nav noteikumu bez izņēmuma. Ir cilvēki ar neparasti smalku dzirdi. Apdāvināts mūziķis var uztvert skaņas izmaiņas tikai ar vibrācijas daļu.

Ārējā auss sastāv no auss kaula un dzirdes kanāla, kas savieno to ar bungādiņu. Ārējās auss galvenā funkcija ir noteikt virzienu uz skaņas avotu. Auss kanāls, divus centimetrus gara caurule, kas sašaurinās uz iekšu, aizsargā auss iekšējās daļas un darbojas kā rezonators. Auss kanāls beidzas ar bungādiņu, membrānu, kas vibrē ar skaņas viļņiem. Tieši šeit, uz vidusauss ārējās robežas, notiek objektīvās skaņas transformācija subjektīvā. Aiz bungādiņas atrodas viens ar otru savienoti trīs mazi kauli: āmurs, ieliktnis un kāpslis, ar kuru palīdzību vibrācijas tiek pārnestas uz iekšējo ausi.

Tur, dzirdes nervā, tie tiek pārvērsti elektriskos signālos. Mazais dobums, kurā atrodas malleus, incus un kāpslis, ir piepildīts ar gaisu un savienots ar mutes dobumu ar Eistāhijas cauruli. Pateicoties pēdējam, tiek uzturēts vienāds spiediens uz bungādiņas iekšējo un ārējo pusi. Parasti Eistāhija caurule ir aizvērta un atveras tikai tad, kad notiek pēkšņas spiediena izmaiņas (žāvājoties, norijot), lai to izlīdzinātu. Ja cilvēkam eistāhija caurule ir aizvērta, piemēram, saaukstēšanās dēļ, tad spiediens neizlīdzinās, un cilvēks jūt sāpes ausīs. Tālāk vibrācijas tiek pārnestas no bungādiņas uz ovālu logu, kas ir iekšējās auss sākums. Spēks, kas iedarbojas uz bungādiņu, ir vienāds ar spiediena un bungādiņas laukuma reizinājumu. Bet īstie dzirdes priekšraksti sākas ar ovālu logu. Skaņas viļņi izplatās šķidrumā (perilimfā), kas ir piepildīts ar gliemežnīcu. Šis iekšējās auss orgāns, kas veidots kā gliemežnīca, ir trīs centimetrus garš un ar starpsienu visā garumā sadalīts divās daļās. Skaņas viļņi sasniedz nodalījumu, noliecas ap to un pēc tam izplatās gandrīz tajā pašā vietā, kur tie pirmo reizi pieskārās starpsienai, bet no otras puses. Auss gliemežnīcas starpsienu veido pamata membrāna, kas ir ļoti bieza un saspringta. Skaņas vibrācijas rada viļņiem līdzīgus viļņus uz tās virsmas, savukārt dažādu frekvenču izciļņi atrodas pilnībā noteiktās membrānas vietās. Mehāniskās vibrācijas tiek pārveidotas elektriskās vibrācijās īpašā orgānā (Korti orgāns), kas atrodas virs galvenās membrānas augšdaļas. Virs Korti orgāna atrodas tektoriālā membrāna. Abi šie orgāni ir iegremdēti šķidrumā – endolimfā un ar Reisnera membrānu atdalīti no pārējās gliemežnīcas. Mati, kas aug no orgāna, Corti gandrīz iekļūst tektoriālajā membrānā, un, kad rodas skaņa, tie pieskaras - skaņa tiek pārveidota, tagad tā tiek kodēta elektrisko signālu veidā. Galvaskausa ādai un kauliem ir nozīmīga loma, uzlabojot mūsu spēju uztvert skaņas, pateicoties to labajai vadītspējai. Piemēram, ja pieliekat ausi pie sliedēm, tad tuvojoša vilciena kustību var konstatēt ilgi pirms tās parādīšanās.

Skaņas ietekme uz cilvēka ķermeni

Pēdējo desmitgažu laikā ir strauji pieaudzis dažāda veida automašīnu un citu trokšņa avotu skaits, pārnēsājamo radioaparātu un magnetofonu izplatība, kas bieži tiek ieslēgti lielā skaļumā, un aizraušanās ar skaļu populāro mūziku. Tiek atzīmēts, ka pilsētās ik pēc 5-10 gadiem trokšņa līmenis palielinās par 5 dB (decibeli). Jāpatur prātā, ka cilvēka tālajiem senčiem troksnis bija trauksmes signāls, kas norādīja uz briesmu iespējamību. Tajā pašā laikā ātri tika aktivizēta simpātiskā-virsnieru un sirds un asinsvadu sistēmas, mainījās gāzu apmaiņa un citi vielmaiņas veidi (paaugstinājās cukura un holesterīna līmenis asinīs), sagatavojot ķermeni cīņai vai lidojumam. Lai gan mūsdienu cilvēkā šī dzirdes funkcija ir zaudējusi tik praktisku nozīmi, "veģetatīvās cīņas par eksistenci reakcijas" ir saglabājušās. Tātad pat īslaicīgs 60-90 dB troksnis izraisa hipofīzes hormonu sekrēcijas palielināšanos, stimulējot daudzu citu hormonu, jo īpaši kateholamīnu (adrenalīna un norepinefrīna) ražošanu, palielina sirds darbu, saspiež asinis. asinsvadus un paaugstina asinsspiedienu (BP). Tajā pašā laikā tika atzīmēts, ka visizteiktākā asinsspiediena paaugstināšanās tiek novērota pacientiem ar hipertensiju un tiem, kuriem ir iedzimta nosliece uz to. Trokšņa ietekmē tiek traucēta smadzeņu darbība: mainās elektroencefalogrammas raksturs, samazinās uztveres asums, garīgā darbība. Bija gremošanas pasliktināšanās. Ir zināms, ka ilgstoša trokšņainās vides iedarbība izraisa dzirdes zudumu. Atkarībā no individuālās jutības cilvēki dažādi vērtē troksni kā nepatīkamu un traucējošu. Tajā pašā laikā klausītāju interesējošā mūzika un runa pat pie 40-80 dB var tikt pārnesta salīdzinoši viegli. Parasti auss uztver vibrācijas diapazonā no 16-20 000 Hz (vibrācijas sekundē). Svarīgi uzsvērt, ka nepatīkamas sekas rada ne tikai pārmērīgs troksnis dzirdamajā svārstību diapazonā: ultra- un infraskaņa diapazonos, ko cilvēka dzirde neuztver (virs 20 tūkst. Hz un zem 16 Hz), rada arī nervu spriedzi, savārgums, reibonis, izmaiņas iekšējo orgānu darbībā, īpaši nervu un sirds un asinsvadu sistēmā. Tika konstatēts, ka hipertensijas biežums apgabalos, kas atrodas netālu no lielākajām starptautiskajām lidostām, ir acīmredzami augstāks nekā tās pašas pilsētas klusākā rajonā. Pārmērīgs troksnis (virs 80 dB) ietekmē ne tikai dzirdes orgānus, bet arī citus orgānus un sistēmas (asinsrites, gremošanas, nervu u.c.) tiek traucēti dzīvības procesi, enerģijas vielmaiņa sāk ņemt virsroku pār plastmasu, kas noved pie priekšlaicīgas organisma novecošanās.

Līdz ar šiem novērojumiem un atklājumiem sāka parādīties metodes, kā mērķtiecīgi ietekmēt cilvēku. Cilvēka prātu un uzvedību iespējams ietekmēt dažādos veidos, vienam no tiem ir nepieciešams īpašs aprīkojums (tehnotroniskās tehnikas, zombiji.).

Skaņas izolācija

Ēku trokšņa izolācijas pakāpi primāri nosaka pieļaujamie trokšņa standarti šādam nolūkam paredzētām telpām. Konstanta trokšņa normalizētie parametri projektēšanas punktos ir skaņas spiediena līmeņi L, dB, oktāvas frekvenču joslas ar ģeometriskām vidējām frekvencēm 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz. Aptuveniem aprēķiniem ir atļauts izmantot skaņas līmeņus LA, dBA. Nestabilā trokšņa normalizētie parametri projektēšanas punktos ir ekvivalentie skaņas līmeņi LA eq, dBA un maksimālie skaņas līmeņi LA max, dBA.

Pieļaujamie skaņas spiediena līmeņi (ekvivalenti skaņas spiediena līmeņi) ir standartizēti ar SNiP II-12-77 "Aizsardzība pret troksni".

Jāpatur prātā, ka pieļaujamie ārējie trokšņa līmeņi telpās tiek noteikti, ja tiek nodrošināta telpu normatīvā ventilācija (dzīvojamām telpām, kamerām, mācību telpām - ar atvērtām ventilācijas atverēm, šķērsām, šaurām logu vērtnēm).

Gaisa skaņas izolācija attiecas uz skaņas enerģijas vājināšanos, kad tā pārvietojas caur korpusu.

Dzīvojamo un sabiedrisko ēku, kā arī rūpniecības uzņēmumu palīgēku un telpu norobežojošo konstrukciju skaņas izolācijas normalizētie parametri ir norobežojošās konstrukcijas gaisa skaņas izolācijas indekss Rw, dB un samazinātā triecientrokšņa līmeņa indekss zem. griesti.

Troksnis. Mūzika. Runa.

No dzirdes orgānu skaņu uztveres viedokļa tās var iedalīt galvenokārt trīs kategorijās: troksnis, mūzika un runa. Tās ir dažādas skaņas parādību jomas ar konkrētai personai raksturīgu informāciju.

Troksnis ir nejauša liela skaita skaņu kombinācija, tas ir, visu šo skaņu saplūšana vienā nesaskaņotā balsī. Tiek uzskatīts, ka troksnis ir skaņu kategorija, kas traucē vai kaitina cilvēku.

Cilvēki var izturēt tikai noteiktu trokšņa līmeni. Bet, ja paiet stunda vai divas, un troksnis neapstājas, tad parādās spriedze, nervozitāte un pat sāpes.

Skaņa var nogalināt cilvēku. Viduslaikos bija pat tāds nāvessods, kad cilvēku palika zem zvana un sāka sist. Pamazām zvana zvans cilvēku nogalināja. Bet tas bija viduslaikos. Mūsu laikā ir parādījušies virsskaņas lidmašīnas. Ja šāda lidmašīna lidos virs pilsētas 1000-1500 metru augstumā, tad mājās plīsīs stikls.

Mūzika ir īpaša parādība skaņu pasaulē, taču atšķirībā no runas tā nenodod precīzas semantiskas vai lingvistiskas nozīmes. Emocionāls piesātinājums un patīkamas muzikālas asociācijas sākas agrā bērnībā, kad bērnam vēl ir verbālā komunikācija. Ritmi un melodijas viņu saista ar māti, dziedāšana un dejošana ir saziņas elements spēlēs. Mūzikas loma cilvēka dzīvē ir tik liela, ka pēdējos gados medicīna tai piedēvē ārstnieciskas īpašības. Ar mūzikas palīdzību var normalizēt bioritmus, nodrošināt optimālu sirds un asinsvadu sistēmas aktivitātes līmeni. Bet atliek tikai atcerēties, kā karavīri dodas kaujā. Dziesma kopš neatminamiem laikiem ir bijusi neaizstājams karavīra marša atribūts.

Infraskaņa un ultraskaņa

Vai tā ir skaņa, ko mēs nemaz nedzirdam? Tātad, ja mēs nedzirdam? Vai šīs skaņas nevienam citam nav pieejamas vai arī nekas?

Piemēram, skaņas, kuru frekvence ir zem 16 herciem, sauc par infraskaņu.

Infraskaņa - elastīgas vibrācijas un viļņi, kuru frekvences ir zemākas par cilvēkiem dzirdamo frekvenču diapazonu. Parasti 15-4 Hz tiek uzskatīts par infraskaņas diapazona augšējo robežu; šāda definīcija ir patvaļīga, jo ar pietiekamu intensitāti dažu Hz frekvencēs rodas arī dzirdes uztvere, lai gan sajūtas tonālais raksturs pazūd un kļūst atšķirami tikai atsevišķi svārstību cikli. Infraskaņas apakšējā frekvences robeža nav noteikta. Pašlaik viņa pētījuma apgabals stiepjas līdz aptuveni 0,001 Hz. Tādējādi infraskaņas frekvenču diapazons aptver apmēram 15 oktāvas.

Infraskaņas viļņi izplatās gaisā un ūdenī, kā arī zemes garozā. Infraskaņas ietver arī liela izmēra konstrukciju, jo īpaši transportlīdzekļu un ēku, zemas frekvences vibrācijas.

Un, lai gan mūsu ausis šādas vibrācijas "neuzķer", kaut kā cilvēks tās tomēr uztver. Tajā pašā laikā mums ir nepatīkamas un dažreiz satraucošas sajūtas.

Jau sen ir novērots, ka daži dzīvnieki piedzīvo briesmu sajūtu daudz agrāk nekā cilvēki. Viņi jau iepriekš reaģē uz tālu viesuļvētru vai gaidāmo zemestrīci. No otras puses, zinātnieki atklājuši, ka katastrofāli notikumi dabā izraisa infraskaņu – gaisa zemfrekvences vibrācijas. Tas radīja hipotēzi, ka dzīvnieki, pateicoties savam asajam instinktam, šādus signālus uztver agrāk nekā cilvēki.

Diemžēl infraskaņu ģenerē daudzas mašīnas un rūpnieciskās iekārtas. Ja, teiksim, tas rodas automašīnā vai lidmašīnā, tad pēc kāda laika pilotus vai vadītājus pārņem satraukums, viņi ātrāk nogurst, un tas var būt negadījuma cēlonis.

Tie rada troksni infraskaņas darbgaldos, un tad ar tiem strādāt ir grūtāk. Un visiem apkārtējiem būs grūti. Nepavisam nav labāk, ja dzīvojamajā ēkā "dūc" ventilācijas infraskaņa. Šķiet, ka tas nav dzirdams, bet cilvēki ir nokaitināti un var pat saslimt. Lai atbrīvotos no infraskaņas likstām, tiek veikts īpašs "tests", kas jāiztur jebkurai ierīcei. Ja tas "aizpildās" infraskaņas zonā, tad tas nesaņems caurlaidi cilvēkiem.

Kā sauc ļoti augstu skaņu? Tāda ir mūsu ausij nepieejama čīkstēšana? Šī ir ultraskaņa. Ultraskaņa - elastīgi viļņi ar frekvencēm no aptuveni (1,5 - 2) (104 Hz (15 - 20 kHz) līdz 109 Hz (1 GHz); frekvenču viļņu reģionu no 109 līdz 1012 - 1013 Hz parasti sauc par hiperskaņu. 3 diapazoni: zems- frekvenču ultraskaņa (1,5 (104 - 105 Hz), vidējas frekvences ultraskaņa (105 - 107 Hz), augstfrekvences ultraskaņa (107 - 109 Hz). Katram no šiem diapazoniem ir raksturīgas savas specifiskās ģenerēšanas, uztveršanas, izplatīšanās un pielietojuma iezīmes. ..

Pēc savas fiziskās būtības ultraskaņa ir elastīgi viļņi, un ar to tā neatšķiras no skaņas, tāpēc frekvences robeža starp skaņu un ultraskaņas viļņiem ir nosacīta. Tomēr augstāko frekvenču un līdz ar to arī mazo viļņu garumu dēļ ultraskaņas izplatībai ir vairākas pazīmes.

Ultraskaņas mazā viļņa garuma dēļ tās raksturu, pirmkārt, nosaka vides molekulārā struktūra. Ultraskaņa gāzē un jo īpaši gaisā izplatās ar lielu vājināšanos. Šķidrumi un cietās vielas, kā likums, ir labi ultraskaņas vadītāji - vājināšanās tajos ir daudz mazāka.

Cilvēka auss nespēj uztvert ultraskaņas viļņus. Tomēr daudzi dzīvnieki to pieņem brīvi. Tie, cita starpā, ir mums tik pazīstami suņi. Bet suņi, diemžēl, nevar "riet" ar ultraskaņu. Bet sikspārņiem un delfīniem ir pārsteidzoša spēja gan izstarot, gan saņemt ultraskaņu.

Hiperskaņa ir elastīgi viļņi ar frekvencēm no 109 līdz 1012 - 1013 Hz. Pēc savas fiziskās būtības hiperskaņa neatšķiras no skaņas un ultraskaņas viļņiem. Pateicoties augstākajām frekvencēm un līdz ar to zemākām nekā ultraskaņas apgabalā, viļņu garumi kļūst daudz nozīmīgāki hiperskaņas mijiedarbībā ar vidē esošām kvazidaļiņām - ar vadīšanas elektroniem, termiskajiem fononiem utt. Arī hiperskaņa bieži tiek pasniegta kā kvazidaļiņu plūsma. - fononi.

Hiperskaņas frekvenču diapazons atbilst elektromagnētisko svārstību frekvencēm decimetru, centimetru un milimetru diapazonos (tā sauktās ultraaugstās frekvences). 109 Hz frekvencei gaisā normālā atmosfēras spiedienā un istabas temperatūrā jābūt tādā pašā lieluma kārtā kā molekulu brīvajam ceļam gaisā tādos pašos apstākļos. Tomēr elastīgie viļņi var izplatīties vidē tikai tad, ja to viļņa garums ir ievērojami lielāks par daļiņu vidējo brīvo ceļu gāzēs vai lielāks par starpatomu attālumiem šķidrumos un cietās vielās. Tāpēc hiperskaņas viļņi nevar izplatīties gāzēs (jo īpaši gaisā) normālā atmosfēras spiedienā. Šķidrumos hiperskaņas vājināšanās ir ļoti liela, un izplatīšanās diapazons ir mazs. Hiperskaņa salīdzinoši labi izplatās cietās vielās – monokristālos, īpaši zemā temperatūrā. Bet pat šādos apstākļos hiperskaņa spēj nobraukt tikai 1, maksimāli 15 centimetru attālumu.

Skaņa ir mehāniskās vibrācijas, kas izplatās elastīgās vidēs - gāzēs, šķidrumos un cietās vielās, ko uztver dzirdes orgāni.

Ar īpašu ierīču palīdzību var redzēt skaņas viļņu izplatīšanos.

Skaņas viļņi var kaitēt cilvēka veselībai un otrādi, palīdzēt ārstēt kaites, tas atkarīgs no skaņas veida.

Izrādās, ka ir skaņas, kuras cilvēka auss neuztver.

Bibliogrāfija

Peryshkin A.V., Gutnik E.M. Fizika 9. klase

Kasjanovs V.A.Fizika 10.klase

Leonovs A. Un "Es pazīstu pasauli" Det. enciklopēdija. Fizika

2. nodaļa. Akustiskais troksnis un tā ietekme uz cilvēku

Mērķis: Pētīt akustiskā trokšņa ietekmi uz cilvēka ķermeni.

Ievads

Apkārtējā pasaule ir brīnišķīga skaņu pasaule. Apkārt skan cilvēku un dzīvnieku balsis, mūzika un vēja skaņa, putnu dziesma. Cilvēki nodod informāciju ar runas palīdzību un ar dzirdes palīdzību to uztver. Dzīvniekiem skaņai ir ne mazāka nozīme, bet kaut kādā veidā un vairāk, jo viņu dzirde ir asāka.

No fizikas viedokļa skaņa ir mehāniskas vibrācijas, kas izplatās elastīgā vidē: ūdenī, gaisā, cietā vielā utt. Cilvēka spēja uztvert skaņas vibrācijas, klausīties tajās atspoguļojas doktrīnas nosaukumā. skaņa - akustika (no grieķu akustikos - dzirdama, dzirdama). Skaņas sajūta mūsu dzirdes orgānos rodas, periodiski mainoties gaisa spiedienam. Skaņas viļņus ar lielu skaņas spiediena izmaiņu amplitūdu cilvēka auss uztver kā skaļas skaņas, ar nelielu skaņas spiediena izmaiņu amplitūdu - kā klusas skaņas. Skaņas skaļums ir atkarīgs no vibrācijas amplitūdas. Skaņas skaļums ir atkarīgs arī no tā ilguma un klausītāja individuālajām īpašībām.

Augstas frekvences skaņas vibrācijas sauc par augstām skaņām, zemas frekvences skaņas vibrācijas sauc par zemajām skaņām.

Cilvēka dzirdes orgāni spēj uztvert skaņas ar frekvenci no aptuveni 20 Hz līdz 20 000 Hz. Garenvirziena viļņus vidē ar spiediena maiņas frekvenci mazāku par 20 Hz sauc par infraskaņu, ar frekvenci virs 20 000 Hz – par ultraskaņu. Cilvēka auss infraskaņu un ultraskaņu neuztver, tas ir, nedzird. Jāatzīmē, ka norādītās skaņas diapazona robežas ir patvaļīgas, jo tās ir atkarīgas no cilvēku vecuma un viņu skaņas aparāta individuālajām īpašībām. Parasti līdz ar vecumu uztveramo skaņu augšējā frekvences robeža ievērojami samazinās – daži gados vecāki cilvēki var dzirdēt skaņas, kuru frekvences nepārsniedz 6000 Hz. Savukārt bērni spēj uztvert skaņas, kuru frekvence ir nedaudz augstāka par 20 000 Hz.

Daži dzīvnieki dzird vibrācijas, kuru frekvence pārsniedz 20 000 Hz vai mazāka par 20 Hz.

Fizioloģiskās akustikas izpētes priekšmets ir pats dzirdes orgāns, tā uzbūve un darbība. Arhitektūras akustika pēta skaņas izplatīšanos telpās, izmēra un formas ietekmi uz skaņu, materiālu īpašības, kas pārklāj sienas un griestus. Tas attiecas uz skaņas dzirdes uztveri.

Ir arī mūzikas akustika, kurā tiek apskatīti mūzikas instrumenti un apstākļi to vislabākajai skanēšanai. Fiziskā akustika ir saistīta ar pašu skaņas vibrāciju izpēti, un pēdējā laikā tā ir aptvērusi arī vibrācijas, kas atrodas ārpus dzirdamības (ultraskaņas) robežām. Viņa plaši izmanto dažādas metodes, lai mehāniskās vibrācijas pārvērstu elektriskās un otrādi (elektroakustika).

Vēsturiska atsauce

Skaņu izpēte sākās senatnē, jo cilvēkam ir raksturīga interese par visu jauno. Pirmie novērojumi par akustiku tika veikti 6. gadsimtā pirms mūsu ēras. Pitagors izveidoja savienojumu starp toni un garo stīgu vai cauruli, kas rada skaņu.

4. gadsimtā pirms mūsu ēras Aristotelis bija pirmais, kurš pareizi iedomājās, kā skaņa izplatās gaisā. Viņš stāstīja, ka skanošs ķermenis izraisa gaisa saspiešanu un retināšanu, atbalsi skaidroja ar skaņas atspīdumu no šķēršļiem.

15. gadsimtā Leonardo da Vinči formulēja skaņas viļņu neatkarības principu no dažādiem avotiem.

1660. gadā Roberta Boila eksperimentos tika pierādīts, ka gaiss ir skaņas vadītājs (skaņa neizplatās vakuumā).

1700.-1707.gadā publicēja Džozefa Savera memuārus par akustiku, ko izdevusi Parīzes Zinātņu akadēmija. Šajos memuāros Savers apskata ērģeļmāksliniekiem labi zināmu fenomenu: ja divas ērģeļu caurules vienlaikus izdod divas skaņas, tikai nedaudz atšķirīgu augstumā, tad dzirdami periodiski skaņas pastiprinājumi, līdzīgi kā bungu ripināšanā. Savers skaidroja šo parādību ar abu skaņu vibrāciju periodisku sakritību. Ja, piemēram, viena no divām skaņām atbilst 32 vibrācijām sekundē, bet otra 40 vibrācijām, tad pirmās skaņas ceturtās vibrācijas beigas sakrīt ar otrās skaņas piektās vibrācijas beigām, un līdz ar to skaņa tiek pastiprināta. No ērģeļu pīpēm Savers pārgāja uz eksperimentālu stīgu vibrāciju izpēti, novērojot vibrāciju mezglus un antinodus (šos zinātnē joprojām pastāvošos nosaukumus ieviesa viņš pats), kā arī pamanīja, ka tad, kad stīga tiek uzbudināta, kopā ar galvenā nots, pārējās notis skaņas, kuru viļņi ir ½, 1/3, ¼ ,. no galvenā. Šīs notis viņš nosauca par augstākajiem harmoniskajiem toņiem, un šim vārdam bija lemts palikt zinātnē. Visbeidzot Savers bija pirmais, kurš mēģināja noteikt vibrāciju kā skaņu uztveres robežu: zemām skaņām viņš norādīja robežu pie 25 vibrācijām sekundē, bet augstām skaņām - 12 800. Pēc tam Ņūtons, pamatojoties uz šiem eksperimentālajiem darbiem. Saver, sniedza pirmo skaņas viļņa garuma aprēķinu un nonāca pie secinājuma, kas tagad labi zināms fizikā, ka jebkurai atvērtai caurulei izstarotās skaņas viļņa garums ir vienāds ar divkāršu caurules garumu.

Skaņas avoti un to būtība

Visām skaņām kopīgs ir tas, ka ķermeņi, kas tās rada, tas ir, skaņas avoti, vibrē. Ikvienam ir zināmas skaņas, kas rodas, kad āda stiepjas pāri bungai, jūras sērfošanas viļņi, vēja šūpotie zari. Viņi visi atšķiras viens no otra. Katras atsevišķas skaņas "krāsa" ir stingri atkarīga no kustības, kuras dēļ tā rodas. Tātad, ja vibrācijas kustība ir ārkārtīgi ātra, skaņa satur augstas frekvences vibrācijas. Ne tik strauja svārstību kustība rada zemākas frekvences skaņu. Dažādi eksperimenti liecina, ka jebkurš skaņas avots noteikti vibrē (lai gan visbiežāk šīs vibrācijas nav pamanāmas ar aci). Piemēram, cilvēku un daudzu dzīvnieku balsu skaņas rodas viņu balss saišu vibrācijas rezultātā, pūšamo mūzikas instrumentu skaņas, sirēnas skaņas, vēja svilpes un pērkons rodas no vibrācijām. no gaisa masām.

Bet ne katrs vibrējošs ķermenis ir skaņas avots. Piemēram, uz vītnes vai atsperes piekārts svārstīgs svars nerada skaņu.

Svārstību atkārtošanās frekvenci mēra hercos (vai ciklos sekundē); 1Hz ir šādas periodiskas svārstības frekvence, periods ir 1s. Ņemiet vērā, ka tieši frekvence ir īpašība, kas ļauj mums atšķirt vienu skaņu no citas.

Pētījumi liecina, ka cilvēka auss spēj uztvert ķermeņu mehāniskās vibrācijas kā skaņu, kas notiek ar frekvenci no 20 Hz līdz 20 000 Hz. Ļoti ātri, vairāk nekā 20 000 Hz vai ļoti lēni, mazāk nekā 20 Hz, skaņas vibrācijas nav dzirdamas. Tāpēc mums ir vajadzīgas īpašas ierīces, lai reģistrētu skaņas ārpus cilvēka auss uztveramā frekvenču diapazona.

Ja svārstību kustības ātrums nosaka skaņas frekvenci, tad tās lielums (telpas lielums) ir skaļums. Ja šāds ritenis tiek griezts ar lielu ātrumu, tiks ģenerēts augstas frekvences tonis, lēnāka griešanās ģenerēs zemākas frekvences toni. Turklāt, jo smalkāki ir riteņa zobi (kā parādīts ar punktētu līniju), jo vājāka ir skaņa un lielāki zobi, tas ir, jo vairāk tie piespiež plāksni novirzīties, jo skaļāka ir skaņa. Tādējādi var atzīmēt vēl vienu skaņas īpašību - tās skaļumu (intensitāti).

Nevar nepieminēt tādu skaņas īpašību kā kvalitāti. Kvalitāte ir cieši saistīta ar struktūru, kas var kļūt no pārāk sarežģītas līdz pārāk vienkāršai. Rezonatora atbalstītajam kamertonis piķim ir ļoti vienkārša struktūra, jo tajā ir tikai viena frekvence, kuras lielums ir atkarīgs tikai no kamertonis konstrukcijas. Šajā gadījumā kamertona skaņa var būt gan spēcīga, gan vāja.

Var izveidot sarežģītas skaņas, piemēram, vairākas frekvences satur ērģeļu akorda skaņu. Pat mandolīnas stīgas skaņa ir pietiekami sarežģīta. Tas ir saistīts ar faktu, ka izstieptā stīga vibrē ne tikai ar galveno (kā kamertonis), bet arī ar citām frekvencēm. Tie ģenerē papildu toņus (harmonikas), kuru frekvences ir veselu skaitļu skaitu reižu lielākas par pamata toņa frekvenci.

Frekvences jēdziens nav piemērots lietošanai saistībā ar troksni, lai gan mēs varam runāt par dažām tā frekvenču zonām, jo ​​tieši tās atšķir vienu troksni no cita. Trokšņu spektru vairs nevar attēlot ar vienu vai vairākām līnijām, kā tas ir monohromatiska signāla vai periodiska viļņa gadījumā, kas satur daudzas harmonikas. Viņš ir attēlots kā vesela sloksne

Dažu skaņu, īpaši muzikālo, frekvenču struktūra ir tāda, ka visi virstoņi ir harmoniski attiecībā pret pamattoni; šādos gadījumos tiek teikts, ka skaņām ir tonis (nosaka pēc pamata frekvences). Lielākā daļa skaņu nav tik melodiskas, tām nav veselu skaitļu attiecības starp mūzikas skaņām raksturīgām frekvencēm. Šīs skaņas pēc struktūras ir līdzīgas troksnim. Tāpēc, apkopojot teikto, varam apgalvot, ka skaņu raksturo skaļums, kvalitāte un augstums.

Kas notiek ar skaņu pēc tās rašanās? Kā tas sasniedz, piemēram, mūsu ausi? Kā tas izplatās?

Mēs uztveram skaņu ar ausi. Starp skanošo ķermeni (skaņas avotu) un ausi (skaņas uztvērēju) atrodas viela, kas pārraida skaņas vibrācijas no skaņas avota uz uztvērēju. Visbiežāk gaiss ir šāda viela. Skaņa nevar izplatīties bezgaisa telpā. Tā kā viļņi nevar pastāvēt bez ūdens. Eksperimenti apstiprina šo secinājumu. Apskatīsim vienu no tiem. Zem gaisa sūkņa zvana tiek novietots zvans un ieslēgts. Tad viņi sāk izsūknēt gaisu ar sūkni. Gaisam kļūstot retākam, skaņa kļūst arvien vājāka un, visbeidzot, gandrīz pilnībā pazūd. Kad es atkal sāku palaist gaisu zem zvana, zvana skaņa atkal kļūst dzirdama.

Protams, skaņa izplatās ne tikai gaisā, bet arī citos ķermeņos. Par to var pārliecināties arī pieredze. Pat tik vāju skaņu kā kabatas pulksteņa tikšķēšanu, kas atrodas vienā galda galā, var skaidri sadzirdēt, pieliekot ausi otrā galda galā.

Ir labi zināms, ka skaņa tiek pārraidīta lielos attālumos virs zemes un it īpaši pa dzelzceļa sliedēm. Pieliekot ausi pie sliedēm vai pie zemes, jūs varat dzirdēt tālu vilciena skaņu vai auļojoša zirga skaņu.

Ja mēs, atrodoties zem ūdens, uzsitīsim akmeni pret akmeni, tad skaidri dzirdēsim trieciena skaņu. Līdz ar to skaņa izplatās arī ūdenī. Zivis dzird soļus un cilvēku balsis krastā, tas ir labi zināms zvejniekiem.

Eksperimenti liecina, ka dažādas cietas vielas dažādos veidos vada skaņu. Elastīgie korpusi ir labi skaņas vadītāji. Lielākā daļa metālu, koka, gāzu un šķidrumu ir elastīgi ķermeņi un tāpēc labi vada skaņu.

Mīkstie un poraini korpusi ir slikti skaņas vadītāji. Kad, piemēram, pulkstenis ir kabatā, to ieskauj mīksts audums, un mēs nedzirdam tā tikšķēšanu.

Starp citu, tas, ka eksperiments ar zem zvana novietotu zvanu ilgu laiku šķita ne pārāk pārliecinošs, ir saistīts ar skaņas izplatīšanos cietās vielām. Fakts ir tāds, ka eksperimentētāji nebija pietiekami izolējuši zvanu, un skaņa bija dzirdama pat tad, ja zem pārsega nebija gaisa, jo vibrācijas tika pārraidītas caur visiem iespējamajiem instalācijas savienojumiem.

1650. gadā Athanasius Kirch’er un Otto Gücke, pamatojoties uz eksperimentu ar zvanu, secināja, ka skaņas izplatībai gaiss nav vajadzīgs. Un tikai desmit gadus vēlāk Roberts Boils pārliecinoši pierādīja pretējo. Piemēram, skaņa gaisā tiek pārraidīta ar garenvirziena viļņiem, tas ir, pārmaiņus sabiezējot un samazinot gaisa plūsmu no skaņas avota. Bet, tā kā mūs ieskauj telpa, atšķirībā no ūdens divdimensiju virsmas, ir trīsdimensiju, tad skaņas viļņi izplatās nevis divos, bet trīs virzienos - atšķirīgu sfēru veidā.

Skaņas viļņi, tāpat kā jebkuri citi mehāniskie viļņi, telpā neizplatās uzreiz, bet ar noteiktu ātrumu. Vienkāršākie novērojumi ļauj to pārbaudīt. Piemēram, negaisa laikā mēs vispirms redzam zibeni un tikai pēc brīža dzirdam pērkonu, lai gan gaisa vibrācijas, ko uztveram kā skaņu, rodas vienlaikus ar zibens uzliesmojumu. Fakts ir tāds, ka gaismas ātrums ir ļoti liels (300 000 km / s), tāpēc mēs varam pieņemt, ka mēs redzam zibspuldzi tā rašanās brīdī. Un pērkona skaņai, kas radās vienlaikus ar zibeni, ir vajadzīgs diezgan jūtams laiks, lai mēs nobrauktu attālumu no tā rašanās vietas līdz novērotājam, kurš stāv uz zemes. Piemēram, ja pērkonu dzirdam vairāk nekā 5 sekundes pēc zibens ieraudzīšanas, tad varam secināt, ka pērkona negaiss atrodas vismaz 1,5 km attālumā no mums. Skaņas ātrums ir atkarīgs no vides īpašībām, kurā skaņa pārvietojas. Zinātnieki ir izstrādājuši dažādus veidus, kā noteikt skaņas ātrumu jebkurā vidē.

Skaņas ātrums un frekvence nosaka viļņa garumu. Vērojot viļņus dīķī, mēs pamanām, ka atšķirīgie apļi dažreiz ir mazāki un dažreiz lielāki, citiem vārdiem sakot, attālums starp viļņu virsotnēm vai viļņu ieplakām var atšķirties atkarībā no objekta lieluma, kura dēļ. viņi cēlās. Turot roku pietiekami zemu virs ūdens virsmas, mēs jūtam katru šļakatu, kas mums iet garām. Jo lielāks attālums starp nākamajiem viļņiem, jo ​​retāk to virsotnes pieskarsies mūsu pirkstiem. Šāda vienkārša pieredze ļauj secināt, ka viļņu gadījumā uz ūdens virsmas pie noteikta viļņu izplatīšanās ātruma augstāka frekvence atbilst mazākam attālumam starp viļņu virsotnēm, tas ir, īsākiem viļņiem, un, gluži pretēji, zemāka frekvence, garāki viļņi.

Tas pats attiecas uz skaņas viļņiem. To, ka skaņas vilnis iet cauri noteiktam telpas punktam, var spriest pēc spiediena izmaiņām šajā punktā. Šīs izmaiņas pilnībā atkārto skaņas avota membrānas vibrāciju. Cilvēks dzird skaņu, jo skaņas vilnis izdara dažādu spiedienu uz viņa auss bungādiņu. Tiklīdz skaņas viļņa virsotne (vai augsta spiediena zona) sasniedz mūsu ausi. Mēs jūtam spiedienu. Ja skaņas viļņa paaugstināta spiediena zonas pietiekami ātri seko viena otrai, tad arī mūsu auss bungādiņa strauji svārstās. Ja skaņas viļņa virsotnes ievērojami atpaliek viena no otras, tad bungādiņa vibrēs daudz lēnāk.

Skaņas ātrums gaisā ir pārsteidzoši nemainīgs. Mēs jau esam redzējuši, ka skaņas frekvence ir tieši saistīta ar attālumu starp skaņas viļņa virsotnēm, tas ir, pastāv noteikta sakarība starp skaņas frekvenci un viļņa garumu. Šo attiecību varam izteikt šādi: viļņa garums ir vienāds ar ātrumu, kas dalīts ar frekvenci. To var teikt arī citādi: viļņa garums ir apgriezti proporcionāls frekvencei ar proporcionalitātes koeficientu, kas vienāds ar skaņas ātrumu.

Kā skaņa kļūst dzirdama? Kad skaņas viļņi nonāk auss kanālā, tie vibrē bungādiņu, vidusauss un iekšējo ausi. Nokļūstot šķidrumā, kas piepilda gliemežnīcu, gaisa viļņi iedarbojas uz matu šūnām Corti orgānā. Dzirdes nervs pārraida šos impulsus uz smadzenēm, kur tie tiek pārvērsti skaņās.

Trokšņa mērīšana

Troksnis ir nepatīkama vai nevēlama skaņa, vai skaņu kopums, kas traucē uztvert noderīgus signālus, traucē klusumu, kaitīgi vai kairinoši ietekmē cilvēka organismu, samazina tā darba spējas.

Trokšņainās vietās daudziem cilvēkiem rodas trokšņa slimības simptomi: paaugstināta nervu uzbudināmība, nogurums, paaugstināts asinsspiediens.

Trokšņa līmeni mēra vienībās

Spiediena pakāpes izteikšana skaņas - decibeli. Šis spiediens netiek uztverts bezgalīgi. Trokšņa līmenis 20-30 dB ir praktiski nekaitīgs cilvēkam – tas ir dabisks fona troksnis. Runājot par skaļām skaņām, šeit pieļaujamā robeža ir aptuveni 80 dB. 130 dB skaņa jau cilvēkā izraisa sāpīgas sajūtas, un 150 viņam kļūst nepanesama.

Akustiskais troksnis - nejaušas dažāda fiziska rakstura skaņas vibrācijas, ko raksturo nejaušas amplitūdas, frekvences izmaiņas.

Izplatoties skaņas viļņam, kas sastāv no gaisa sabiezēšanas un retināšanas, mainās spiediens uz bungādiņu. Spiediena mērvienība ir 1 N / m2 un skaņas jaudas mērvienība ir 1 W / m2.

Dzirdes slieksnis ir minimālais skaņas skaļums, ko cilvēks uztver. Tas ir atšķirīgs dažādiem cilvēkiem, un tāpēc parasti par dzirdes slieksni tiek uzskatīts skaņas spiediens, kas vienāds ar 2x10 "5 N / m2 pie 1000 Hz, kas atbilst jaudai 10" 12 W / m2. Tieši ar šiem lielumiem tiek salīdzināta izmērītā skaņa.

Piemēram, dzinēju skaņas jauda reaktīvās lidmašīnas pacelšanās laikā ir 10 W / m2, tas ir, tas pārsniedz slieksni 1013 reizes. Ir neērti darboties ar tik lielu skaitu. Par dažāda skaļuma skaņām saka, ka viena ir skaļāka par otru, ne tik daudz reižu, bet par vienībām. Skaļuma mērvienību sauc Belom - pēc telefona izgudrotāja A. Bela (1847-1922) vārda. Skaļumu mēra decibelos: 1 dB = 0,1 B (Bel). Vizuāls attēlojums tam, kā ir saistīta skaņas intensitāte, skaņas spiediens un skaļuma līmenis.

Skaņas uztvere ir atkarīga ne tikai no tās kvantitatīvajām īpašībām (spiediena un jaudas), bet arī no tās kvalitātes - frekvences.

Tāda paša stipruma skaņa dažādās frekvencēs atšķiras pēc skaļuma.

Daži cilvēki nevar dzirdēt augstas frekvences skaņas. Tātad gados vecākiem cilvēkiem skaņas uztveres augšējā robeža tiek samazināta līdz 6000 Hz. Viņi nedzird, piemēram, odu čīkstēšanu un kriketa triļļus, kas izdod skaņas ar frekvenci aptuveni 20 000 Hz.

Slavenais angļu fiziķis D.Tindals vienu no savām pastaigām ar draugu apraksta šādi: "Pļavas abās ceļa pusēs mudināja kukaiņus, kas, manai dzirdei, piepildīja gaisu ar savu aso dūkoņu, bet mans draugs. neko no tā nedzirdēt - kukaiņu mūzika lidoja pāri viņa dzirdes robežām."

Trokšņa līmeņi

Skaļums – enerģijas līmenis skaņā – mēra decibelos. Čukstēšana atbilst aptuveni 15 dB, balsu šalkoņa studentu auditorijā sasniedz aptuveni 50 dB, bet ielu troksnis intensīvas satiksmes apstākļos ir aptuveni 90 dB. Trokšņi, kas pārsniedz 100 dB, cilvēka ausij var būt nepanesami. Trokšņi aptuveni 140 dB (piemēram, strūklas pacelšanās skaņa) var būt sāpīgi ausī un bojāt bungādiņu.

Lielākajai daļai cilvēku dzirdes asums samazinās līdz ar vecumu. Tas ir tāpēc, ka auss kauli zaudē savu sākotnējo mobilitāti, un tāpēc vibrācijas netiek pārnestas uz iekšējo ausi. Turklāt ausu infekcijas var sabojāt bungādiņu un negatīvi ietekmēt kaulu darbību. Ja rodas dzirdes problēmas, nekavējoties jādodas pie ārsta. Dažus kurluma veidus izraisa iekšējās auss vai dzirdes nerva bojājumi. Dzirdes traucējumus var izraisīt arī pastāvīga trokšņa iedarbība (piemēram, rūpnīcas stāvā) vai pēkšņi un ļoti skaļi skaņas uzliesmojumi. Esiet ļoti uzmanīgs, izmantojot personiskos stereo atskaņotājus, jo pārmērīgs skaļums var izraisīt arī kurlumu.

Pieļaujams troksnis telpās

Runājot par trokšņa līmeni, ir vērts atzīmēt, ka šāds jēdziens nav īslaicīgs un likumdošanas ziņā nereglamentēts. Tātad Ukrainā līdz šai dienai ir spēkā PSRS laikos pieņemtie sanitārie standarti par pieļaujamo troksni dzīvojamo un sabiedrisko ēku telpās un dzīvojamo ēku apbūves teritorijā. Saskaņā ar šo dokumentu dzīvojamās telpās trokšņa līmenis nedrīkst pārsniegt 40 dB dienā un 30 dB naktī (no 22:00 līdz 8:00).

Troksnis bieži satur svarīgu informāciju. Automašīnas vai motocikla braucējs uzmanīgi klausās skaņās, ko rada braucoša transportlīdzekļa dzinējs, šasijas un citas daļas, jo jebkurš svešs troksnis var būt negadījuma priekšvēstnesis. Trokšņam ir būtiska nozīme akustikā, optikā, datortehnoloģijās un medicīnā.

Kas ir troksnis? Ar to saprot dažādas fiziskas dabas nesakārtotas sarežģītas vibrācijas.

Trokšņa problēma radās jau sen. Jau senos laikos riteņu troksnis uz bruģakmeņiem daudziem izraisīja bezmiegu.

Vai varbūt problēma radās vēl agrāk, kad kaimiņi alā sāka strīdēties par to, ka viens no viņiem pārāk skaļi klauvējis, taisot akmens nazi vai cirvi?

Vides trokšņa piesārņojums visu laiku pieaug. Ja 1948.gadā, aptaujājot lielo pilsētu iedzīvotājus, uz jautājumu, vai viņiem netraucē troksnis dzīvoklī, apstiprinoši atbildēja 23% aptaujāto, tad 1961.gadā - jau 50%. Pēdējā desmitgadē trokšņu līmenis pilsētās pieaudzis 10-15 reizes.

Troksnis ir skaņas veids, lai gan to bieži dēvē par “nevēlamu skaņu”. Tajā pašā laikā, pēc ekspertu domām, tramvaja troksnis tiek lēsts 85-88 dB, trolejbusa - 71 dB, autobusa ar dzinēju, kura jauda pārsniedz 220 ZS. ar. - 92 dB, mazāk nekā 220 ZS ar. - 80-85 dB.

Ohaio štata universitātes zinātnieki secinājuši, ka cilvēkiem, kuri regulāri tiek pakļauti skaļām skaņām, ir 1,5 reizes lielāka iespēja nekā citiem attīstīt akustisko neiromu.

Akustiskā neiroma ir labdabīgs audzējs, kas izraisa dzirdes zudumu. Zinātnieki pārbaudīja 146 pacientus ar akustisko neiromu un 564 veselus cilvēkus. Visiem viņiem tika uzdoti jautājumi par to, cik bieži nākas saskarties ar skaļām skaņām, kas nav vājākas par 80 decibeliem (satiksmes troksnis). Anketā tika ņemts vērā tehnikas, motoru, mūzikas radītais troksnis, bērnu kliedzieni, troksnis sporta pasākumos, bāros un restorānos. Pētījuma dalībniekiem arī tika jautāts, vai viņi lieto dzirdes aizsarglīdzekļus. Tiem, kuri regulāri klausījās skaļu mūziku, bija 2,5 reizes lielāks risks saslimt ar akustisko neiromu.

Tie, kuri bija pakļauti tehniskajam trokšņam - 1,8 reizes. Cilvēkiem, kuri regulāri klausās bērnu kliedzieni, ir troksnis stadionos, restorānos vai bāros - 1,4 reizes. Lietojot dzirdes aizsarglīdzekļus, risks saslimt ar akustisko neiromu nav lielāks kā cilvēkiem, kuri vispār nav pakļauti troksnim.

Cilvēka pakļaušana akustiskajam trokšņam

Akustiskā trokšņa ietekme uz cilvēku ir atšķirīga:

A. Kaitīgs

Troksnis noved pie labdabīga audzēja

Ilgstošs troksnis negatīvi ietekmē dzirdes orgānu, izstiepjot bungādiņu, tādējādi samazinot skaņas jutību. Tas izraisa sirds, aknu darbības traucējumus, izsīkumu un nervu šūnu pārslodzi. Lielas jaudas skaņas un trokšņi ietekmē dzirdes aparātu, nervu centrus un var izraisīt sāpes un šoku. Šādi darbojas trokšņa piesārņojums.

Mākslīgie trokšņi, cilvēka radīti. Tie ir tie, kas negatīvi ietekmē cilvēka nervu sistēmu. Viens no sliktākajiem pilsētas trokšņiem ir mehānisko transportlīdzekļu troksnis uz galvenajām automaģistrālēm. Tas kairina nervu sistēmu, tāpēc cilvēku moka nemiers, viņš jūtas noguris.

B. Labvēlīgs

Noderīgas skaņas ietver lapotnes troksni. Viļņu šļakatām ir nomierinoša ietekme uz mūsu psihi. Klusā lapotnes šalkoņa, strauta čalošana, viegla ūdens šļakata un sērfošanas skaņa vienmēr ir patīkama cilvēkam. Viņi viņu nomierina, mazina stresu.

C. Terapeitiskā

Terapeitiskā iedarbība uz cilvēku ar dabas skaņu palīdzību radās starp ārstiem un biofiziķiem, kuri strādāja ar astronautiem divdesmitā gadsimta 80. gadu sākumā. Psihoterapeitiskajā praksē dabas trokšņi tiek izmantoti dažādu slimību ārstēšanā kā palīglīdzeklis. Tā saukto "balto troksni" izmanto arī psihoterapeiti. Tā ir sava veida šņākoņa, kas neskaidri atgādina viļņu troksni bez ūdens šļakatām. Ārsti uzskata, ka "baltais troksnis" ir nomierinošs un nomierinošs.

Trokšņa ietekme uz cilvēka ķermeni

Bet vai no trokšņa cieš tikai dzirdes orgāni?

Studenti tiek mudināti to noskaidrot, pārskatot šādus apgalvojumus.

1. Troksnis izraisa priekšlaicīgu novecošanos. Trīsdesmit gadījumos no simts troksnis samazina cilvēku dzīves ilgumu lielajās pilsētās par 8-12 gadiem.

2. Katra trešā sieviete un katrs ceturtais vīrietis cieš no paaugstināta trokšņa līmeņa izraisītām neirozēm.

3. Tādas slimības kā gastrīts, kuņģa un zarnu čūlas visbiežāk sastopamas cilvēkiem, kuri dzīvo un strādā trokšņainā vidē. Popmūziķiem ir kuņģa čūla - arodslimība.

4. Pietiekami spēcīgs troksnis 1 min laikā var izraisīt smadzeņu elektriskās aktivitātes izmaiņas, kas kļūst līdzīgas smadzeņu elektriskajai aktivitātei pacientiem ar epilepsiju.

5. Troksnis nomāc nervu sistēmu, īpaši ar atkārtotām darbībām.

6. Trokšņa ietekmē pastāvīgi samazinās elpošanas biežums un dziļums. Dažreiz ir sirds aritmija, hipertensija.

7. Trokšņa ietekmē mainās ogļhidrātu, tauku, olbaltumvielu, sāļu vielmaiņa, kas izpaužas asins bioķīmiskā sastāva maiņā (samazinās cukura līmenis asinīs).

Pārmērīgs troksnis (virs 80 dB) ietekmē ne tikai dzirdes orgānus, bet arī citus orgānus un sistēmas (asinsrites, gremošanas, nervu u.c.), tiek traucēti dzīvības procesi, enerģijas vielmaiņa sāk dominēt pār plastmasu, kas izraisa priekšlaicīgu dzirdes novecošanos. ķermenis...

TROKŠŅA PROBLĒMA

Lielu pilsētu vienmēr pavada satiksmes troksnis. Pēdējo 25-30 gadu laikā lielajās pasaules pilsētās troksnis ir pieaudzis par 12-15 dB (t.i., trokšņa apjoms palielinājies 3-4 reizes). Ja lidosta atrodas pilsētā, kā tas ir Maskavā, Vašingtonā, Omskā un vairākās citās pilsētās, tas izraisa vairākkārtēju maksimālā pieļaujamā skaņas stimulu līmeņa pārsniegšanu.

Tomēr autotransports ir galvenais trokšņa avots pilsētā. Tieši viņš pilsētas galvenajās ielās pēc skaņas līmeņa mērītāja skalas rada troksni līdz 95 dB. Trokšņa līmenis dzīvojamās telpās ar aizvērtiem logiem, kas vērstas uz lielceļiem, ir tikai par 10-15 dB zemāks nekā ārpusē.

Automašīnu radītais troksnis ir atkarīgs no daudziem iemesliem: automašīnas markas, tā izmantojamības, kustības ātruma, ceļa seguma kvalitātes, dzinēja jaudas utt. Dzinēja radītais troksnis strauji palielinās tā iedarbināšanas un iesildīšanas brīdī. Kad automašīna pārvietojas ar pirmo ātrumu (līdz 40 km/h), dzinēja troksnis ir 2 reizes lielāks par troksni, ko tas rada otrajā ātrumā. Strauji bremzējot transportlīdzekli, ievērojami palielinās arī troksnis.

Atklāja cilvēka ķermeņa stāvokļa atkarību no vides trokšņa līmeņa. Tika konstatētas noteiktas trokšņa izraisītas izmaiņas centrālās nervu un sirds un asinsvadu sistēmas funkcionālajā stāvoklī. Sirds išēmiskā slimība, hipertensija, paaugstināts holesterīna līmenis asinīs ir biežāk sastopamas cilvēkiem, kas dzīvo trokšņainās vietās. Troksnis būtiski traucē miegu, samazinot tā ilgumu un dziļumu. Aizmigšanas periods palielinās par stundu vai vairāk, un pēc pamošanās cilvēki jūt nogurumu un galvassāpes. Ar laiku tas viss pārvēršas hroniskā pārpūlē, vājina imūnsistēmu, veicina slimību attīstību, samazina darba efektivitāti.

Tagad tiek uzskatīts, ka troksnis var saīsināt cilvēka dzīves ilgumu gandrīz par 10 gadiem. Arvien vairāk ir garīgi slimu cilvēku, jo pastiprinās skaņas stimuli, īpaši troksnis skar sievietes. Kopumā pilsētās ir pieaudzis cilvēku ar dzirdes traucējumiem skaits, un par biežākajām parādībām kļuvušas galvassāpes un paaugstināta aizkaitināmība.

TROKŠŅA PIESĀRŅOJUMS

Lieljaudas skaņa un troksnis ietekmē dzirdes aparātu, nervu centrus un var izraisīt sāpes un šoku. Šādi darbojas trokšņa piesārņojums. Klusā lapotnes šalkoņa, strauta šalkoņa, putnu balsis, viegla ūdens šļakata un sērfošanas skaņas cilvēkam vienmēr ir patīkami. Viņi viņu nomierina, mazina stresu. To lieto medicīnas iestādēs, psiholoģiskās palīdzības telpās. Dabiskie dabas trokšņi kļūst arvien retāk, izzūd vispār vai tos apslāpē industriālie, satiksmes un citi trokšņi.

Ilgstošs troksnis negatīvi ietekmē dzirdes orgānu, samazinot jutību pret skaņu. Tas izraisa sirds, aknu darbības traucējumus, izsīkumu un nervu šūnu pārslodzi. Vājinātas nervu sistēmas šūnas nevar pietiekami koordinēt dažādu ķermeņa sistēmu darbu. Tādējādi viņu darbībā rodas pārkāpumi.

Mēs jau zinām, ka 150 dB troksnis ir nāvējošs cilvēkiem. Ne velti nāvessoda izpilde zem zvana pastāvēja viduslaikos. Zvana zvana dārdoņa mocīja un lēnām nogalināja.

Katrs cilvēks troksni uztver atšķirīgi. Daudz kas ir atkarīgs no vecuma, temperamenta, veselības stāvokļa, vides apstākļiem. Troksnim ir akumulatīva iedarbība, tas ir, akustiskie stimuli, kas uzkrājas organismā, arvien vairāk nomāc nervu sistēmu. Troksnis īpaši kaitīgi ietekmē ķermeņa neiropsihisko darbību.

Trokšņi izraisa sirds un asinsvadu sistēmas funkcionālos traucējumus; kaitīgi ietekmē redzes un vestibulāros analizatorus; samazināt refleksu aktivitāti, kas bieži izraisa nelaimes gadījumus un traumas.

Troksnis ir mānīgs, tā kaitīgā ietekme uz organismu tiek veikta nemanāmi, nemanāmi, avārijas organismā uzreiz netiek konstatētas. Turklāt cilvēka ķermenis ir praktiski neaizsargāts pret troksni.

Arvien biežāk ārsti runā par trokšņa slimībām, dominējošiem dzirdes un nervu sistēmas bojājumiem. Trokšņa piesārņojuma avots var būt rūpniecības uzņēmums vai transports. Īpaši trokšņaini ir smagie pašizgāzēji un tramvaji. Troksnis ietekmē cilvēka nervu sistēmu, tāpēc pilsētās un uzņēmumos tiek veikti trokšņa aizsardzības pasākumi. Dzelzceļa un tramvaju līnijas un ceļi, pa kuriem kursē kravu pārvadājumi, no pilsētu centrālajām daļām ir jānoņem uz mazapdzīvotām vietām un ap tām jāveido zaļās zonas, kas labi absorbē troksni. Lidmašīnām nevajadzētu lidot pāri pilsētām.

SKAŅU Izolācija

Skaņas izolācija palīdz izvairīties no trokšņa kaitīgās ietekmes.

Trokšņa līmeņa samazināšana tiek panākta ar būvniecības un akustiskiem pasākumiem. Ārējās norobežojošās konstrukcijās logiem un balkona durvīm ir ievērojami mazāka skaņas izolācija nekā pašai sienai.

Ēku trokšņa izolācijas pakāpi primāri nosaka pieļaujamie trokšņa standarti šādam nolūkam paredzētām telpām.

CĪŅA AR AKUSTISKO TROKSNI

MNIIP akustikas laboratorija projekta dokumentācijas ietvaros izstrādā sadaļas "Akustiskā ekoloģija". Tiek veikti projekti par telpu skaņas izolāciju, trokšņu kontroli, skaņas pastiprināšanas sistēmu aprēķiniem, akustiskajiem mērījumiem. Lai gan parastajās telpās cilvēki arvien vairāk vēlas akustisku komfortu, - labu aizsardzību pret troksni, saprotamu runu un t.s. neesamību. akustiskie fantomi - negatīvi skaņas attēli, ko veido daži. Konstrukcijās, kas paredzētas papildu cīņai pret decibeliem, mijas vismaz divi slāņi - "cietais" (ģipškartona, ģipša šķiedra) Tāpat arī akustiskajam dizainam iekšā jāieņem sava pieticīgā niša. Frekvences filtrēšana tiek izmantota, lai apkarotu akustiskos trokšņus.

PILSĒTA UN ZAĻIE AUGI

Ja savu māju no trokšņa pasargāsiet pie kokiem, tad noderēs noskaidrot, ka skaņas neuzsūc lapotne. Triecoties pret stumbru, skaņas viļņi pārtrūkst, virzoties uz leju augsnes virzienā, kas uzsūcas. Egle tiek uzskatīta par labāko klusuma sargu. Pat uz visnoslogotākās šosejas jūs varat dzīvot mierīgi, ja aizsargājat savu māju ar vairākiem zaļiem kokiem. Un būtu jauki blakus iestādīt kastaņus. Viens pieaugušais kastanis attīra līdz 10 m augstu, līdz 20 m platu un līdz 100 m garu telpu no automobiļu izplūdes gāzēm.Tajā pašā laikā, atšķirībā no daudziem citiem kokiem, kastanis gandrīz bez bojājumiem sadala gāzu toksiskās vielas. uz savu "veselību".

Pilsētas ielu apzaļumošanas nozīme ir liela - blīvi krūmu stādījumi un meža joslas pasargā no trokšņa, samazinot to par 10-12 dB (decibeli), samazina kaitīgo daļiņu koncentrāciju gaisā no 100 līdz 25%, samazina vēja ātrumu. no 10 līdz 2 m/s, samazināt automašīnu gāzu koncentrāciju līdz 15% uz gaisa tilpuma vienību, padarīt gaisu mitrāku, pazemināt tā temperatūru, tas ir, padarīt to pieņemamāku elpošanai.

Zaļās zonas arī absorbē skaņas, jo augstāki koki un blīvāk tie ir stādīti, jo mazāk skaņas tiek dzirdamas.

Zaļās zonas savienojumā ar zālājiem, puķu dobēm labvēlīgi ietekmē cilvēka psihi, nomierina redzi, nervu sistēmu, ir iedvesmas avots, paaugstina cilvēku darbspēju. Lielākie mākslas un literatūras darbi, zinātnieku atklājumi dzima labvēlīgā dabas ietekmē. Tā tapa Bēthovena, Čaikovska, Štrausa un citu komponistu izcilākie muzikālie darbi, brīnišķīgo krievu ainavu gleznotāju Šiškina, Levitāna attēli, krievu un padomju rakstnieku darbi. Tā nav nejaušība, ka starp Priobsky Bor zaļajām zonām tika dibināts Sibīrijas zinātniskais centrs. Šeit, pilsētas trokšņa ēnā, zaļumu ieskautā mūsu Sibīrijas zinātnieki veiksmīgi veic savus pētījumus.

Apstādījumi ir augsti tādās pilsētās kā Maskava, Kijeva; pēdējā, piemēram, uz vienu iedzīvotāju ir 200 reižu vairāk stādījumu nekā Tokijā. Japānas galvaspilsētā 50 gadu laikā (1920-1970) tika iznīcināta aptuveni puse no "visām zaļajām zonām, kas atrodas" desmit kilometru rādiusā no centra. Amerikas Savienotajās Valstīs piecu gadu laikā ir zaudēti gandrīz 10 tūkstoši hektāru centrālo pilsētas parku.

← Troksnis kaitīgi ietekmē cilvēka veselību, pirmkārt, pasliktinās dzirde, nervu un sirds un asinsvadu sistēmas stāvoklis.

← Troksni var izmērīt, izmantojot īpašas ierīces – skaņas līmeņa mērītājus.

← Ir nepieciešams cīnīties ar trokšņa kaitīgo ietekmi, kontrolējot trokšņa līmeni, kā arī izmantojot īpašus trokšņa līmeņa samazināšanas pasākumus.

Ideja par dziedošo ūdeni ienāca viduslaiku japāņu prātā pirms simtiem gadu un sasniedza savus ziedu laikus līdz 19. gadsimta vidum. Šādu instalāciju sauc par "shuikinkutsu", kas brīvi nozīmē "ūdens arfa":

Kā liecina video, shuikinkutsu ir liels, tukšs trauks, kas parasti ir novietots zemē uz betona pamatnes. Kuģa augšējā daļā ir caurums, caur kuru ūdens pil uz iekšu. Betona pamatnē tiek ievietota drenāžas caurule, lai novadītu lieko ūdeni, un pati pamatne ir nedaudz ieliekta, lai uz tās vienmēr būtu sekla peļķe. Pilienu skaņa atlec no trauka sienām, radot dabisku atbalsi (skatiet attēlu zemāk).

Syukinkutsu šķērsgriezums: dobs trauks uz betona pamatnes, kas ieliekts no augšas, drenāžas caurule liekā ūdens novadīšanai, pie pamatnes un ap akmeņu (grants) pildījumu.

Shuikinkutsu tradicionāli ir bijis japāņu ainavu dārzkopības, dzen stila akmens dārzu elements. Senākos laikos tējas ceremonijai tās tika sakārtotas strautu krastos pie budistu tempļiem un mājām. Tika uzskatīts, ka, mazgājot rokas pirms tējas ceremonijas un dzirdot maģiskas skaņas no zemes, cilvēks noskaņojas pacilātā noskaņojumā. Japāņi joprojām uzskata, ka vislabākajam, tīrāk skanošajam šuikinkutsu jābūt izgatavotam no cieta akmens, lai gan mūsdienās šī prasība netiek ievērota.
Līdz divdesmitā gadsimta vidum suikinkutsu kārtošanas māksla bija gandrīz zudusi - visai Japānai palika tikai pāris suikinkutsu, taču pēdējos gados interese par tiem piedzīvo neparastu pieaugumu. Mūsdienās tie ir izgatavoti no pieejamākiem materiāliem - visbiežāk no piemērota izmēra keramikas vai metāla traukiem. Syukinkutsu skaņas īpatnība ir tāda, ka papildus galvenajam kritiena tonim konteinera iekšpusē sienu rezonanses dēļ rodas papildu frekvences (harmonikas) gan virs, gan zem galvenā toņa.
Mūsu vietējos apstākļos syuikinkutsu ir iespējams izveidot dažādos veidos: ne tikai no keramikas vai metāla trauka, bet arī, piemēram, tieši zemē no sarkanā ķieģeļa. iglu metode eskimosu mājokļu izgatavošanai vai liets no betona t zvanu izgatavošanas tehnoloģijas- šie varianti skanējumā būs vistuvāk visu akmens šuikinkutsu.
Budžeta versijā jūs varat iztikt ar liela diametra (630 mm, 720 mm) tērauda caurules gabalu, kas no augšas pārklāts ar vāku (biezu metāla loksni) ar atveri ūdens novadīšanai. Es neieteiktu izmantot plastmasas traukus: plastmasa absorbē dažas skaņas frekvences, un syuikinkutsu jums ir jāpanāk maksimālais to atstarojums no sienām.
Obligāti nosacījumi:
1.visai sistēmai jābūt pilnībā paslēptai zem zemes;
2. sānu blakusdobumu pamatnei un aizbērumam jābūt izgatavotam no akmens (šķembas, grants, oļi) - blakusdobumu piepildīšana ar augsni noniecinās tvertnes rezonanses īpašības.
Loģiski pieņemt, ka kuģa augstumam - precīzāk, dziļumam - ir izšķiroša nozīme uzstādīšanā: jo vairāk ūdens piliens paātrinās lidojuma laikā, jo skaļāka būs tā ietekme uz dibenu, jo interesantāka un skaņa būs pilnīgāka. Bet nav vērts sasniegt fanātismu un būvēt raķešu tvertni - konteinera (metāla caurules gabala) augstums ir 1,5-2,5 reizes lielāks par tā diametru. Ņemiet vērā: jo plašāks ir konteinera tilpums, jo zemāks būs syuikinkutsu skaņas signāls.
Fiziķis Jošio Vatanabe laboratorijā pētīja suikinkutsu reverberācijas raksturlielumus, un viņa pētījums “Suikinkutsu akustiskā mehānisma analītiskais pētījums” ir brīvi pieejams internetā. Skrupulozākajiem lasītājiem Watanabe piedāvā tradicionālā syukinkutsu izmērus, kas, viņaprāt, ir optimāli: keramikas trauks ar zvanveida vai bumbierveida sieniņu 2 cm biezu, brīvā kritiena augstums no 30 līdz 40 cm, maksimālais iekšējais. diametrs ir aptuveni 35 cm.Bet zinātnieks pilnībā pieļauj jebkādus patvaļīgus izmērus un formas.
Varat eksperimentēt un iegūt interesantus efektus, ja veidojat šuikinkutsu kā cauruli caurulē: ievietojiet mazāka diametra cauruli (630 mm) un nedaudz zemāku augstumu lielāka diametra tērauda caurulē (piemēram, 820 mm) , un iekšcaurules sieniņās dažādos augstumos izgriezt vairākus caurumus aptuveni 10-15 cm diametrā.Tad tukša sprauga starp caurulēm radīs papildus atbalsi, un ja paveicas, tad atbalsi.
Vieglāka versija: ievietojiet betona pamatnē pāris biezu metāla plākšņu, kuru platums ir 10-15 centimetri un pārsniedz pusi no tvertnes iekšējā tilpuma, vienlaikus ielejot to vertikāli un nedaudz leņķī - tādēļ trauka laukums. palielināsies syukinkutsu iekšējā virsma, parādīsies papildu skaņas atspīdumi, un attiecīgi nedaudz palielināsies reverberācijas laiks.
Jūs varat modernizēt syukinkutsu vēl radikālāk: ja konteinera apakšējā daļā pa ūdenskrituma asi ir iekarināti zvaniņi vai rūpīgi atlasītas metāla plāksnes, tad no tiem trāpotām pilēm var iegūt harmonisku skaņu. Bet paturiet prātā, ka tas izkropļo šuikinkutsu ideju, proti, klausīties dabisko ūdens mūziku.
Tagad Japānā shuikinkutsu rīko ne tikai Zen parkos un privātos īpašumos, bet pat pilsētās, birojos un restorānos. Lai to izdarītu, netālu no syuikinkutsu tiek uzstādīta miniatūra strūklaka, dažreiz trauka iekšpusē tiek ievietots viens vai divi mikrofoni, pēc tam to signāls tiek pastiprināts un padots tuvumā esošajiem skaļruņiem. Rezultāts ir apmēram šāds:

Labs piemērs, kam sekot.

Shuikinkutsu entuziasti ir izdevuši kompaktdisku ar dažādu shuikinkutsu ierakstiem, kas radīti dažādās Japānas vietās.
Šuikinkutsu ideja tika attīstīta Klusā okeāna otrā pusē:

Šo amerikāņu "viļņu ērģeļu" centrā ir parastas liela garuma plastmasas caurules. Uzstādītas ar vienu malu precīzi viļņu līmenī, caurules atbalsojas no ūdens kustības un to lieces dēļ papildus darbojas kā skaņas filtrs. Shuikinkutsu tradīcijās visa struktūra ir paslēpta. Instalācija jau ir iekļauta tūrisma ceļvežos.
Arī nākamā britu ierīce ir izgatavota no plastmasas caurulēm, taču tā nav paredzēta skaņas radīšanai, bet gan esošā signāla maiņai.
Ierīci sauc par Organ Corti, un tā sastāv no vairākām dobu plastmasas cauruļu rindām, kas ir vertikāli nostiprinātas starp divām plāksnēm. Cauruļu rindas darbojas kā dabisks skaņas filtrs, līdzīgi tiem, kas atrodami sintezatoros un ģitāras ierīcēs: dažas frekvences absorbē plastmasa, citas tiek atspoguļotas un rezonē daudzas reizes. Rezultātā skaņa, kas nāk no apkārtējās telpas, tiek nejauši pārveidota:

Būtu interesanti tādu ierīci nolikt priekšā ģitāras pastiprinātājam vai jebkurai skaļruņu sistēmai un paklausīties, kā mainās skaņa. Patiešām, “... viss apkārt ir mūzika. Vai arī par to var kļūt ar mikrofonu palīdzību ”(amerikāņu komponists Džons Keidžs). … Es domāju, ka šovasar savā valstī izveidošu shuikinkutsu. Ar lingamu.