Влияние музыки на организм человека с точки зрения физики.

Областное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Курский автотехнический колледж»

Проектная работа

ВЛИЯНИЕ МУЗЫКИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФИЗИКИ.

Выполнил:

Андросова А.А.

студенты гр. ОП-11

Руководитель:

Авдулова И. В.,

преподаватель физики

Курск

2019

Содержание

Введение……………………………………………………………….…3

Основная часть

Физические характеристики звука..………………................................4

Характеристики звука и связь между ними.…………………………..4

Различные типы музыки ……………………………….………..…..…7

Практическая часть

Сбор информации о музыкальных увлечениях студентов..………...11

Исследование влияния различных типов музыки на медицинские показатели. Рок-музыка....……………………………………………………..11

Исследование влияния различных типов музыки на внимание и скорость реакции …..…………..............................................................................12

Анализ полученных результатов ……………………………………..13

Список литературы……….……………..……………………………..14

Пояснительная записка

Актуальность: Физика звука и слуха представлена в курсе физики, но многие важные аспекты физических процессов не рассматриваются. Меня заинтересовали вопросы, связанные с влиянием музыкальных звуков на организм человека. Музыка очень многогранна. Это целый мир. По этой причине музыкальные вкусы людей различны: кто-то любит популярную музыку (попсу), кто-то классическую, кому-то нравится рок, а кто-то его физически не переносит. Люди, одинаковые по интеллекту и духовному развитию, находящиеся в одной среде, слушают совсем разную музыку. Поэтому я решила исследовать вопрос о том, каким образом музыка оказывает влияние на организм человека. В ходе работы выяснилось: для того, чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо понять, что собой представляют музыкальные звуки, в чем их особенности, какими величинами их можно характеризовать.

Цель исследования: выяснить, как различные типы музыки c точки зрения физики влияют на организм человека.

Задачи исследования: найти учебный материал в литературе, в Интернет-ресурсах и СМИ; изучить физические характеристики звука; исследовать с помощью медицинских приборов параметры зависимости влияния музыки на организм человека; проанализировать результаты эксперимента.

Объект исследования: типы музыки.

Предмет исследования: влияние музыки на организм человека.

Методы исследования: работа с учебниками; работа с Интернет-ресурсами; анкетирование обучающихся; эксперимент.

Гипотеза: мы не только живём в мире музыки, музыка живёт внутри каждого из нас. Мы можем считать физику прародительницей музыки. Восприятие различных стилей музыки у каждого своё: кто-то любит засыпать под классику, а для кого-то необходимо услышать аккорды тяжёлого рока, чтобы проснуться. Влияние музыки на человека намного больше, чем мы могли бы себе представить.

Теоретическая часть.

1.1. Физические характеристики звука

Типы звуков. Человек живет в мире звуков. Мы слышим голоса людей, пение птиц, звуки музыкальных инструментов, шум леса, гром во время грозы. Но распространяющиеся колебания – это волна. Следовательно, звук распространяется в виде волн. Если звуковая волна распространяется в воздухе, значит - это волна продольная, потому что в газе только такие волны и возможны. В продольных волнах колебания частиц приводят к тому, что в газе возникают сменяющие друг друга области сгущения и разрежения. То, что воздух-"проводник" звука, было доказано опытом, поставленным в 1660 г. Р. Бойлем. Если откачать воздух из-под колокола воздушного насоса, то мы не услышим звучания находящегося там электрического звонка. Звук может также распространяться и в жидкой, и в твердой среде. Ощущение звука создается только при определенных частотах колебаний в волне. Опыт показывает, что для органа слуха человека звуковыми являются только такие волны, в которых колебания происходят с частотами от 20 до 20000 Гц. Вплоть до 1000-1200 колебаний в секунду звуковой диапазон полон музыкой. Эти звуки - самые слышные. Звуки выше 2500-3000 колебаний в секунду в качестве самостоятельных музыкальных тонов не используются. Они слишком резки, пронзительны.[3, с.17]

1.2. Характеристики звука и связь между ними

• Частота – число колебаний источника звука, совершаемых за единицу времени. Единица измерения в СИ – 1 Гц (Герц).

• Интенсивность - энергетическая характеристика звука, которая измеряется энергией звуковой волны, прошедшей за единицу времени через единицу площади некоторой поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. Единица интенсивности звука - 1 Вт/м ² .Эти характеристики объективны и могут быть оценены различными физическими приборами независимо от человека.

• Высота тона - характеристика, обусловленная частотой колебаний.

Чем больше частота колебаний, тем выше звук. Колебаниям малых частот соответствуют низкие звуки. Например, писк комара соответствует 500 – 600 взмахам его крыльев в секунду, жужжание шмеля 220 взмахам. Колебания голосовых связок певцов могут создавать звуки в диапазоне от 80 до 1400 Гц.

Для сложного тона высота зависит от интенсивности: звук большей интенсивности воспринимается иногда как звук более низкого тона.

• Тембр. Тембр определяется спектральным составом сложного тона. Тембр отличает звучание одной и той же ноты в исполнении различных музыкальных инструментов или голоса.

• Громкость. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний давления в звуковой волне. Чем же она определяется? В начале рассмотрим ряд важных понятий. [1, с.144]

Уровень интенсивности. Нормальное человеческое ухо воспринимает довольно широкий диапазон интенсивностей. От минимальной I₀ = 10^-12 Вт /м² на частоте 1000 Гц (в дальнейшем речь пойдет именно об этой частоте) до наибольшей I max = 1 Вт /м², вызывающей болевые ощущения. Следовательно, болевой порог отличается по интенсивности звука от порога слышимости на 12 порядков. Приведем значения уровней интенсивности для звуков, с которыми человек чаще всего встречается. При увеличении уровня интенсивности, начиная примерно с 75 дБ, человек, который слышит звук, испытывает дискомфорт. В области дискомфорта лежат уровни интенсивности звуков, издаваемых отбойным молотком (~ 90 дБ), мотором тяжелого грузовика (~100 дБ), оркестром поп-музыки (~ 110дБ), шумом в поезде метро (~80-90 дБ). При очень высоких уровнях интенсивности необходимо использовать различные защитные приспособления. Болевым порогом считается уровень интенсивности ~ 130дБ. Кривая порога слышимости показана на рис. 2. Как видим, порог слышимости меняется в очень широких пределах в зависимости от частоты. Наибольшей чувствительностью ухо обладает в области частот 2500 - 3500 Гц, где порог слышимости имеет наименьшую величину.

Зависимость громкости звука от интенсивности. В начале XX в. связь между мерой раздражения (интенсивностью звуковой волны) и мерой ощущения (громкостью) изучал немецкий физиолог и психолог Вебер. Исходя из экспериментов Вебера, физиолог Г.Фехнер сформулировал закон: При изменении интенсивности каждый раз в 10 раз уровень громкости увеличивается на 10 единиц.

Зависимость громкости от частоты. Минимальное изменение давления, которое может фиксироваться человеческим ухом, определяет порог слышимости. Максимальное изменение давления, которое еще в состоянии фиксироваться человеческим ухом, определяет болевой порог. Болевой порог соответствует изменению давления 10 Па. В процессе жизнедеятельности человека в результате воздействия большого числа различных факторов чувствительность уха уменьшается. [5]

2.1. Различные типы музыки

Звучание электронных музыкальных инструментов или звуковоспроизводящих устройств мы все чаще воспринимаем как шум. Многие "меломаны" все достоинства музыки видят в ее громкости. В экологии человека предложено даже понятие "шумовое опьянение" – возбуждение, возникающее в результате резонанса клеточных структур в ответ на громкие ритмические звуки. Это "опьянение" по субъективным ощущениям аналогично алкогольному опьянению или одурманиванию наркотиками. "Шумовое опьянение" – одна из причин успеха современной шумной музыки. Уровень шума, создаваемый современной электронной музыкой, иногда превышает болевой порог – 130 дБ. Практически каждый подросток имеет плеер. Но вряд ли кто-то из них задумывается о последствиях использования этого прибора. Исследования показывают, что каждый пятый подросток плохо слышит, хотя сам он об этом не всегда догадывается. Причина – злоупотребление переносными плеерами и шумы на дискотеках: уровень шума на дискотеках составляет от 80 до 100 дБ, а уровень интенсивности плеера – 110 дБ. Злоупотребление повышенным шумовым фоном вызывает массу негативных последствий. Это звон в ушах, головокружение, головная боль, переутомление, снижение способности к концентрации внимания, падение производительности труда, неуравновешенная психика.

1. Рок-музыка. Рок (англ. от rock - качаться, трястись) - тип современной музыки, ведущий свое происхождение от песенно-танцевальных жанров негритянского городского фольклора 1920-30-х гг. Важная характеристика рок-музыки - ее техническое оснащение и специфическая ритмика.

Влияние на организм человека. Были проведены различные исследования с целью оценки различных воздействий рок-музыки, влекущих за собой травмы зрения, слуха, позвоночника, эндокринной и нервной системы. Музыкальный терапевт Адам Книст, анализируя это явление, пишет: «Основная проблема действия рок-музыки на пострадавших вытекает из уровня ее звука, вызывающего неприязненность, истощение, нарциссизм, панику, расстройство пищеварения, гипертонию, необычное наркотическое состояние». Несколько лет назад нейрохирурги Университета штата Иллинойс открыли болезненный синдром, который они назвали «ритмическим токсикозом». У человека, злоупотребляющего прослушиванием рок-музыки, проявлялись все признаки алкогольного или наркотического отравления, хотя следов этих веществ в организме не обнаруживалось. Было отмечено, что тенденции к самоубийству и убийству значительно усиливаются при повседневном и продолжительном слушании рок-музыки. [3, с.28]

Ученые зафиксировали следующее: после 10-минутного прослушивания рока студенты 1 курса на некоторое время забывали таблицу умножения (см. практическую часть). А японские журналисты в крупнейших рок-залах Токио произвольно задали зрителям один простой вопрос: как вас зовут? И ни один из опрошенных не ответил на него. Временная потеря памяти происходит потому, что такая музыка вызывает выделение так называемых стрессгормонов, которые стирают часть запечатленной в мозгу информации.

Приемы воздействия на организм. Почему молодежь любит рок? Один из первых распространителей рок-музыки Хэл Зигер писал еще в 50-х годах ХХ века: «Я понял, что эта музыка проникает в молодежь, потому что ее ритм совпадает с ритмами в их организме. Я знал, что никто не сможет вышибить эту музыку из них...». Существуют четыре технических приема, которые создают условия, при которых рок- музыка оказывает максимальное воздействие на организм.

• Модуляция частоты - использование очень низких частот (14-20 Гц) и очень высоких частот (17000-20000 Гц), использование переменной скорости, что может быть замечено только с помощью специальной аппаратуры.

• Бит (ритмические удары) и его подсознательное действие - может вызвать ускорение сердечного пульса и увеличение содержания адреналина, а значит возбуждение всего организма.

• Подсознательный сигнал - когда мозг в течение продолжительного времени подвергается воздействию подобного звукового сигнала, в нем происходит биохимическая реакция, аналогичная той, которую вызывает укол морфия. Эта реакция производит двойное действие: необычное ощущение чего-то приятного и активизацию мозговых процессов. Личность утрачивает свои автоматические рефлексы и механизмы собственной защиты. Именно поэтому выражение «изнасилование сознания» означает тот умственный, нравственный и духовный ущерб, который испытывает аудитория рок-музыки.

Классическая музыка .Классическая музыка до 20-го века была ориентирована на образованные и состоятельные слои общества. Ситуация несколько изменилась в 20-м веке, когда больше людей получило доступ к образованию. Известный исследователь Дон Кэмбелл считает, что спокойная классическая музыка увеличивает интеллектуальную работу мозга человека, понижает давление и активизирует иммунную систему организма.  В ходе многочисленных опытов установлено, что спокойная музыка ведет к уменьшению амплитуды электромагнитных волн головного мозга. Это действует успокаивающе. Одновременно происходит синхронизация работы левого и правого полушарий, что резко повышает способность к интеллектуальной деятельности. Новейшие исследования показали также, что под воздействием классической музыки происходят важные изменения в составе крови, когда резко сокращается количество гормонов, вызывающих перенапряжение нервной системы и усиливается иммунная защита организма от вирусов.

Классическая музыка и интеллект .Ученые Центра нейробиологии Калифорнийского университета протестировали студентов из 36 колледжей, пытаясь определить уровень их интеллектуального развития. В течение десяти минут после проведения теста студенты слушали сонату Моцарта для двух фортепьяно. Повторное тестирование сразу же после прослушивания показало увеличение IQ на 8-9 баллов. Правда, примерно через 15 минут показатели вернулись на прежний уровень, но этот факт позволил ученым предположить, что именно бессмертная музыка явилась причиной временного интеллектуального роста.

Уставшие клетки мозга должны время от времени подзаряжаться. Одним из способов подзарядки является прослушивание высокочастотных звуков - 5000-8000 Гц. Музыка Моцарта содержит наибольшее число звуков нужного частотного диапазона, а тяжелый рок - наименьшее.

Популярная музыка. Популярная музыка, которая, как принято считать, отражает дух времени, оказывает на человеческий организм благоприятное воздействие. Исследования показали, что от русского и французского шансона не только поднимается настроение, но и снижается артериальное давление, упорядочиваются аппетит и сон, нормализуется уровень сахара в крови. Итак, музыка может очень многое: спокойная и мелодичная поможет быстрее и лучше отдохнуть, восстановить силы, а бодрая и ритмичная - улучшит настроение. Музыка снимает раздражение, нервное напряжение, активизирует мыслительные процессы, помогает подолгу не уставать. Удивительно, но человеческий организм воспринимает звуки даже в эмбриональном состоянии!

Практическая часть

Цель: выяснить, как различные типы музыки оказывают влияние на физическое, психическое и интеллектуальное состояние студентов.

Оборудование: тонометр полуавтоматический, магнитофон, аудиозаписи классической, рок- и поп-музыки; плеер.

План эксперимента: Сбор информации о музыкальных увлечениях студентов колледжа (анкетирование). Исследование влияния различных типов музыки на медицинские показатели. Исследование влияния различных типов музыки на уровень внимания и скорость реакции .

2.1. Сбор информации о музыкальных увлечениях студентов

Анкета для обучающихся (Число опрошенных: 16)

Какую музыку ты предпочитаешь слушать:	А. Рок-музыку - 28% Б. Классическую музыку - 4% В. Популярную (поп-музыку) - 78%
Слушаешь ли ты музыку во время приготовления занятий?	А. Да, всегда - 15% Б. Никогда - 17% В. Иногда - 68%
Считаешь ли ты, что некоторые типы музыки могут отрицательно влиять на организм человека?	А. Скорее да, чем нет - 70% Б. Скорее нет, чем да -18% В. Нет, музыка оказывает только положительное влияние на человека - 2%

1. Исследование влияния различных типов музыки на медицинские показатели. Рок-музыка. Время прослушивания: 7 минут

Студенты (выборочно)	До		После
	Давление	Пульс	Давление	Пульс
Кононов С.	117/59	63	121/58	71
Еськов И.	115/69	70	114/71	82
Белогуров Д.	125/64	56	130/67	62
Пилюгин А.	120/70	55	119/66	56
Польской А.	108/64	72	104/63	78
Козин А.	117/68	80	94/65	84
Пономарев А.	130/63	78	121/62	73
Тихонов А.	90/72	78	139/75	86
В среднем	115/59	69	118/66	74

Вывод: Результаты наших исследований показали, что давление и пульс увеличились не у всех испытуемых. Значит, результаты исследований, проведенных специалистами и описанные в теоретической части, достаточно субьективны. В среднем давление увеличилось у 40% студенты, а пульс у 88%.

Классическая музыка

Студенты (выборочно)	До		После
	Давление	Пульс	Давление	Пульс
Кононов С.	115/64	73	128/84	70
Еськов И.	115/69	74	117/70	70
Белогуров Д.	86/57	59	121/63	61
Пилюгин А.	90/54	53	108/55	56
Польской А.	100/58	79	167/25	77
Козин А.	101/54	76	99/57	83
Пономарев А.	125/70	73	120/68	70
Тихонов А.	118/66	85	115/59	89
В среднем	106/59	71	123/57	73

Вывод: Результаты наших исследований показали, что давление и пульс увеличились не у всех испытуемых. В среднем давление и пульс увеличились у 50% обучающихся.

Поп-музыка

Студенты (выборочно)	До		После
	Давление	Пульс	Давление	Пульс
Кононов С.	117/59	63	129/61	65
Еськов И.	115/69	70	89/68	95
Белогуров Д.	125/64	56	115/62	58
Пилюгин А.	120/70	55	98/57	56
Польской А.	108/64	72	107/55	80
Козин А.	117/68	80	99/60	73
Пономарев А.	130/63	78	103/62	71
Тихонов А.	90/72	78	129/69	79
В среднем	115/59	69	104/62	76

Вывод: Результаты наших исследований показали, что давление и пульс увеличились не у всех испытуемых. Значит, результаты исследований, проведенных специалистами и описанные в теоретической части, достаточно субьективны. В среднем давление увеличилось у 25% обучающихся, а пульс у 40%.

1. Исследование влияния различных типов музыки на внимание и скорость реакции. Возраст обследуемых: 15-16 лет. Число обследуемых: 15. Время прослушивания: 7 минут

	Процент ошибок
	Без прослушивания	После прослушивания классической музыки	После прослушивания рок-музыки
Таблица умножения	3%	2%	5%
Пример в несколько действий	31%	28%	39%

Анализ полученных результатов

Мы выяснили, что очень высокие и очень низкие частоты, а особенно их сочетание неблагоприятно действуют на организм человека;

В ходе эксперимента мы убедились в том, что музыка может оказывать на человека как благотворное, так и неблагоприятное воздействие;

Воздействие музыки на человека неоднозначно по следующим причинам: во-первых, каждый вид музыки очень разнообразен

Мы убедились, что «тяжелая» музыка (рок) все же оказывает на организм в большей степени неблагоприятное воздействие, особенно, если прослушивание происходит длительное время;

Результаты исследования выявили необходимость проведения среди школьников агитационно-просветительской деятельности: А) организация конференции по оглашению результатов эксперимента; Б) разъяснительная работа по убеждению ребят в необходимости мер по ограничению музыкально-шумовой нагрузки на органы слуха и на их психическое здоровье; В) выпуск спецгазеты "Спасите наши уши!" в рамках недели по ОБЖ.

Список литературы

1. Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образовательных учреждений сред.проф. образования. — М., 2014.

2. Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Сборник задач: учеб.пособие для образовательных учреждений сред. проф. образования. — М., 2014.

3. Физика в школе. Научно-методический журнал. № 7, 2015, стр. 74.

4. http://www.beatles.ru/books/articles.asp?article_id=569.

5. http://www.domsovetof.ru.

17