Индивидуальный проект "Инфразвук"

СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА

1). ВВЕДЕНИЕ

2). ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.Что такое ультразвук.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

2. Источники инфразвука.

3. Свойства инфразвука.

4. Влияние инфразвука на человека.

5. Способы защиты от влияния инфразвука.

6. Использование инфразвука человеком.

7. Инфразвуковые аномалии

8. Исследование.

9. Заключение.

3). ВЫВОДЫ.

4). СПИСОК ИПОЛЬЗОВАННЫХ РЕСУРСОВ.

1. Введение.

Обоснование возникшей проблемы и потребности.

Идея заняться исследованием инфразвука возникла после того как на уроке физики я узнал о существовании этого диапазона волн и удивился, что в учебнике о нем написано половина предложения а именно, что колебания с частотами менее 16 Гц называются инфразвуковыми.

Именно поэтому после урока появились вопросы, связанные с инфразвуком, ответы на которые захотел найти сам.

Мы живем в мире, наполненном звуками. Таким образом, возникает проблема: инфразвуковые колебательные процессы человек не замечает, но они могут оказывать существенное влияние на различные процессы.

В итоговом проекте решил расширить свои знания об инфразвуке, его свойствах и применении.

Предмет исследования: инфразвуковые волны.

Объект исследования:

Одноклассники и ученики 10 класса, с которыми проводился эксперимент и выяснялось влияние на них инфразвука.

Методы исследования:

изучение научной литературы, эксперимент.

Цель исследования: расширить знания об инфразвуке, его свойствах , применении и влиянии на различные процессы.

Задачи исследования:

выяснить свойства инфразвука;

довести до сведения учащихся результаты исследований ;

довести до сведения, какие заболевания вызывает воздействие инфразвука на организм человека;

познакомить с мерами защиты от вредного влияния инфразвуковых волн.

Практическая значимость заключается в том, что материал исследования можно использовать на уроках физики для дополнительного изучения учениками и учителем, а так же при проведении экологических недель.

2). Основная часть

1.Инфразвук — упругие колебания и волны с частотами, лежащими ниже области слышимых человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвукового диапазона принимают 16—20 Гц. Нижняя частотная граница инфразвука неопределенна; в настоящее время область его изучения простирается вниз примерно до 0,001 Гц.

2.

В общем, источников инфразвука довольно таки много. Развитие промышленного производства и транспорта увеличивает количество источников инфразвука в окружающей среде и интенсивность уровня инфразвука. Это приводит к загрязнению окружающей среды.

3. Важные особенности инфразвука:

• низкая частотой и большая длина волны.

• большая проникающая способность

• малое поглощение

• он может распространяться на большие расстояния

Для инфразвука не существует препятствий.

Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

Можно определить места сильных взрывов или положения стреляющего орудия, размер нефтеносных слоёв.

4. Влияние инфразвука на организм человека

Однажды в Лондоне произошла такая история. Режиссёр лондонского театра был озабочен. Готовилась к постановке новая пьеса. Одна из сцен переносила зрителей в далекое тревожное прошлое. Какими техническими средствами лучше всего выразить этот момент? На помощь пришел известный американский физик Роберт Вуд. Он предложил постановщику спектакля использовать очень низкие, рокочущие звуки: они создадут в зрительном зале, полагал ученый, обстановку ожидания чего-то необычного, пугающего.

Для получения "тревожного" звука Вуд сконструировал специальную трубу, которая была присоединена к органу. И первая же репетиция испугала всех. Труба не издавала слышимых звуков, но, когда органист нажимал на клавишу, в театре происходило необъяснимое: дребезжали оконные стекла, звенели хрустальные подвески канделябров. Хуже того, все, кто присутствовал в этот момент на сцене и в зрительном зале, почувствовали... беспричинный страх! Люди, живущие по соседству с театром, позднее подтвердили, что и они испытали в те минуты то же самое.

Инфразвуковые колебания таят в себе опасность: невидимые и неслышимые волны вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха. Особенно опасен инфразвук с частотой около 8 Гц из-за его возможного резонансного совпадения с ритмом биотоков.

Инфразвук вреден во всех случаях - слабый действует на внутреннее ухо и вызывает симптомы морской болезни, сильный заставляет внутренние органы вибрировать, вызывает их повреждение и даже остановку сердца. При колебаниях средней интенсивности 110-150 дБ наблюдаются внутренние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными последствиями, обмороками, общей слабостью. Инфразвук средней силы может вызвать слепоту. Даже слабый инфразвук от городского транспорта входит в общий шумовой фон города и служит одной из причин нервной усталости жителей больших городов.

Инфразвук вызывает нервное перенапряжение, недомогание, головокружение, изменение деятельности внутренних органов, особенно нервной и сердечно - сосудистой систем.

Инфразвук определенных частот может вызвать у человека тревожность и беспокойство, головные боли, снижение внимания и работоспособности и даже иногда нарушение функции вестибулярного аппарата.

Внутренние органы и системы организма человека вибрируют с инфразвуковыми частотами. Самым опасным по действию на человека считается промежуток от 6 до 9 Гц. Влияние на мозг проявляется сильнее всего на частоте 7 Гц, созвучной альфаритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот - вот разорвется на мелкие кусочки.

Звук малой интенсивности вызывает тошноту и звон в ушах, а также ухудшение зрения и безотчетный страх. Звук средней интенсивности расстраивает органы пищеварения и мозг, рождая паралич, общую слабость, а иногда слепоту. Упругий мощный инфразвук способен повредить, и даже полностью остановить сердце. Может быть, в этом также "виноват" резонанс. В физике резонансом называют увеличение амплитуды колебаний объекта, когда его собственная частота колебаний совпадает с частотой внешнего воздействия. Если таким объектом окажется внутренний орган, кровеносная либо нервная система, то нарушение их функционирования и даже механическое разрушение, вполне реально.

5. Способы защиты от влияния инфразвука

Инфразвук почти невозможно изолировать — на низких частотах все звукопоглощающие материалы практически полностью теряют свою эффективность. Сейчас уже в мировом масштабе принимаются меры борьбы с шумовым загрязнением среды.

К основным мероприятиям по борьбе с инфразвуком можно отнести:

• Изоляция объектов, являющихся источниками инфразвука, выделение их в отдельные помещения.

• Использование кабин наблюдения с дистанционным управлением технологическим процессом.

• Повышение быстроходности машин, обеспечивающее перевод максимума излучения в область слышимых частот.

• Применение глушителей инфразвука с механическим преобразованием частоты волны.

• Устранение низкочастотных вибраций.

• Повышение жесткости конструкций больших размеров.

• Введение в технологические цепочки специальных демпфирующих устройств малых линейных размеров, перераспределяющих спектральный состав колебаний в область более высоких частот.

• Использование средств защиты органа слух и головы от инфразвука – противошумов, наушников, гермошлемов и т.д. (заглушающая способность которых на низких частотах значительно ниже, чем на высоких). Для повышения эффективности защиты рекомендуется использовать комбинацию нескольких типов средств индивидуальной защиты, например, противошумные наушники и вкладыши.

• Применение рационального режима труда и отдыха – введение 20-минутных перерывов через каждые 2 часа работы при воздействии инфразвука с уровнями, превышающими нормативные.

Хочется обратить внимание, что все приведенные методы борьбы нацелены на то, чтобы преобразовать колебания низкой частоты в колебания более высокой частоты, тем самым превратить инфразвук в звук слышимого диапазона.

6. Использование инфразвука человеком.

Человек научился использовать инфразвук для своих целей. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. " Голос моря" - это инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря при сильном ветре. Вследствие того, что скорость его распространения в воздухе значительно превышает скорость распространения в воде, то "голос моря" может служить для заблаговременного предсказания шторма. Специальные приборы улавливают эти волны.

Своеобразными индикаторами шторма являются медузы. Они слышат инфразвуки с частотой 8 - 13 Гц. Шторм разыгрывается еще за сотни километров от берега, он придет в эти места примерно часов через 20, а медузы уже слышат его и уходят на глубину.

При работе механизмов зазоры между сопряженными деталями со временем изменяются. Если величина их превысит допустимое значение, то возникают дополнительные вибрации с инфразвуковой частотой, которые свидетельствуют о неисправности данного соединения или о выходе его из строя.

Используя специальные инфразвуковые приборы, можно заранее определить степень износа деталей машин и тем самым предупредить их разрушение до появления слышимых стуков. Исследуя вибрации, протекающие с инфразвуковой частотой во время испытания новых машин и сооружении, можно заранее принять меры для их устранения в серийном или массовом производстве.

При движении судов в море от шума двигателя и гребного винта в воде также возникают инфразвуковые волны, которые распространяются во все стороны с большой скоростью. Используя излучаемые инфразвуки, можно предупредить столкновение судов в море во время сильного тумана, ночью и в ненастье.

Врач, когда выслушивает сердце больного, слышит только сопровождающие шумы, а не основную пульсовую волну, протекающую с инфразвуковой частотой, равной примерно 1,2 Герца. Пульс больного, записанный на магнитофон, превращается на экране осциллографа в причудливую кривую. По форме этой кривой можно судить о состоянии здоровья, можно поставить точный диагноз сердечного заболевания.

Сравнение записанных на магнитную ленту кривых пульсовой волны до и после лечения позволит судить об эффективности лекарственных средств.

Инфразвуковая аппаратура может записать на пленку и работу легких, протекающую с основной частотой в 0,25-0,30 Герца.

Во время сложных хирургических операций эта аппаратура позволяет вести одновременное наблюдение за работой сердца, пульсом, дыханием и давлением крови у больного, чего обычными способами добиться очень трудно.

Сейчас учеными ведется разработка так называемого “инфразвукового ружья”. Низкочастотные звуковые волны здесь планируется использовать в качестве “генератора паники”. В этом случае инфразвук намного удобнее высокочастотных волн, так как он сам по себе представляет угрозу для здоровья человека. Частоты нашей нервной системы и сердца лежат в диапазоне инфразвука - 6 Гц. Эмулирование этих частот приводит к плохому самочувствию, беспричинному страху, панике, сумасшествию, и, наконец, смерти.

7. Инфразвуковые аномалии.

Береговая линия Северной Америки в районе мыса Гаттерас, полуостров Флорида и остров Куба образуют гигантский рефлектор. Шторм, происходящий в Атлантическом океане, генерирует инфразвуковые волны, которые, отразившись от этого рефлектора, фокусируются в районе "Бермудского треугольника". Колоссальные размеры фокусирующей структуры позволяют предположить наличие областей, где инфразвуковые колебания могут достигать значительной величины, что и является причиной происходящих здесь аномальных явлений. Как известно, сильные инфразвуковые колебания вызывают у человека панический страх вместе с желанием вырваться из замкнутого пространства. Очевидно, такое поведение является следствием выработанной ещё в далеком прошлом "инстинктивной" реакции на инфразвук как предвестник землетрясения. Именно эта реакция заставляет экипаж и пассажиров в панике покидать свой корабль. Они могут сесть в шлюпки и уплыть от своего судна или выбежать на палубу и броситься за борт. При очень большой интенсивности инфразвука, они могут и вовсе погибнуть - попадая в резонанс с биоритмами человека, инфразвук особо высокой интенсивности может вызвать мгновенную смерть.

Инфразвук может быть причиной резонансного колебания корабельных мачт, приводящих к их поломке (к аналогичным последствиям может привести воздействие инфразвука на элементы конструкции самолёта). Низкочастотные звуковые колебания могут быть причиной появления над океаном быстро возникающего и также быстро исчезающего густого ("как молоко") тумана. И, наконец, инфразвук частотой 5—7 герц может попасть в резонанс с маятником механических, ручных часов, имеющих тот же период колебаний.

Очевидно, подобные фокусирующие структуры имеются и в других областях земного шара. По всей видимости, панический страх, вызываемый интенсивными инфразвуковыми колебаниями в одной из таких структур, послужил в качестве "отправной точки" мифа о сиренах...

Это интересно. Открытие Вика Тэнди
Однажды, Вик Тэнди, компьютерщик из университета Ковентри, работая в своей лаборатории, явственно почувствовал зловещий взгляд, который затем материализовался в нечто бесформенное, пепельно-серого цвета, прошмыгнувшее по комнате и вплотную приблизившееся к ученому. В размытых очертаниях угадывались руки, ноги, а на месте головы клубился туман, в центре которого было темное пятно, будто бы рот. Мгновение спустя видение бесследно растаяло в воздухе.
Пережив первый страх и шок, он начал искать причину непонятного явления. Решение было найдено после того, как ученый захватил в лабораторию шпагу, чтобы привести ее в порядок для предстоящего состязания. Клинок, зажатый в тиски, начал вибрировать, словно к нему прикасалась невидимая рука. Ученого это натолкнуло на мысль о резонансных колебаниях, подобных тем, которые вызывают звуковые волны. Замерив звуковой фон специальной аппаратурой, Тэнди обнаружил звуковые волны, имеющие очень низкую частоту, которую человеческое ухо уловить не в состоянии. Это был инфразвук. Источником его оказался недавно установленный в кондиционере новый вентилятор. Стоило только его выключить, как клинок перестал вибрировать.
Замеры частоты инфразвука в лаборатории показали 18,98 герца, а это почти точно соответствует той частоте, при которой глазное яблоко человека начинает резонировать. Так что, судя по всему, звуковые волны заставили колебаться глазные яблоки Вика Тэнди и вызвали обман зрения - он увидел фигуру, которой на самом деле не было.
Результаты своей работы Вик Тэнди опубликовал в журнале Общества физических исследований. Дальнейшие исследования показали, что в естественных условиях волны такой низкой частоты могут возникать достаточно регулярно. Инфразвук образуется, к примеру, когда сильные порывы ветра сталкиваются с дымовыми трубами или башнями. Подобные жуткие басы проникают даже сквозь самые толстые стены. Особенно часто такие звуковые волны начинают рокотать в коридорах, имеющих форму туннеля. Так что не случайно люди встречаются с привидениями чаще всего именно в длинных извилистых коридорах старинных замков.

8. Ход исследования.

Я провел эксперимент, который заключался в следующем: предложил послушать «Токкату и фугу ре минор» И. –С. Баха. В этом произведении звучит орган, в звуках которого присутствуют инфразвуковые волны. Цель эксперимента: проверить, в самом ли деле инфразвук влияет на человека так, как описано в теории, выяснить характера воздействия на подростков инфразвука

В эксперименте принимали участие 25 человек (ученики 9 и 10 классов). Во время прослушивания многие морщились. От повторения отказались.

Итоги: к моему удивлению результаты исследования совпали с теорией. 20 испытуемых написали, что испытывают волнение, страх, беспокойство, грусть, панику, раздражительность, немного злость, нервирует, под конец- головную боль. 2 участника- считают, что это музыка под настроение. 2- можно послушать ещё. 1 участнику- музыка понравилась.

9. Заключение.

В ходе работы я узнал очень много интересного об инфразвуке и его применении, а также очень много узнал из книг, интернета и видеосюжетов, которая показалась очень полезной.

3)Выводы:

В результате изучения данной темы я сделал вывод, что инфразвук- это явление, которого человечество должно опасаться, потому что оно имеет больше негативное влияние на человека и только от человека зависит сможет ли он использовать его с пользой для себя или против себя. Пока в инфразвуке больше пугающего и даже мистического.

Инфразвук негативно влияет на мозг и внутренние органы человека, что является результатом резонансных колебаний низких частот и нашего собственного организма.

Ученые многих стран мира решают проблему борьбы с шумом, так как и он является источником инфразвука. Каждый из нас должен быть активным участником этой борьбы с шумом. Если человечество не победит инфрашумы, то может появится проблема сравнимая с эпидемией чумы или холеры.

Инфразвук в будущем сможет принести много полезного человечеству, главное правильно и грамотно его использовать.

Я очень доволен выбору темы исследования, потому что теперь смогу объяснить многие «странные» явления с научной точки зрения.

4) Список литературы и использованных ресурсов

1)Ц.Б.Кац «Биофизика на уроках физики» М: «Просвещение,1988

2)А.АПанфилов, В.И.Савченков, С.П.Довгань «Эколгия на уроках физики М, 2006

3)Н.В.Гулия «Удивительная физика» М: «Издательство НЦ ЭНАС»,2005

4)http://www.tehnik.slotcar-dz.com/akustika/infrazvuk.html

5)http://xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/657186/

6)https://psyera.ru/vliyanie-na-organizm-infrazvuka-i-ultrazvuka-1478.htm

7)https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D1%83%D0%BA

8)http://www.nvtc.ee/e-oppe/Sidorova/helilaine/infrasound_killer.html

9) http://vivareit.ru/samye-interesnye-fakty-ob-infrazvuke/

10) http://ohrana-bgd.narod.ru/jdtrans/jdtrans_071.html