Адаптация человека к физическим факторам. Звук, инфразвук. Вибрация. Работу выполнили студенты группы Э-41 Гильмутдинова Ф. , Репин А.
Акустические колебания Одним из физических полей окружающей нас среды является акустическое поле, представляющее собой области разрежения и сжатия, распространяющиеся в веществе в виде волн: в воздухе, воде, твердых телах и в живых организмах. Акустические колебания различаются, прежде всего, тремя параметрами: частотой колебаний, величиной акустического давления – разностью давления между максимумом и минимумом в акустической волне, а также скоростью звука – скоростью распространения волн в среде.
Классификация акустических колебаний По частоте акустические колебания делятся на: n n Инфразвук (частоты не воспринимаются человеком, но оказывают влияние на организм, ниже 20 Гц); Звук, или слышимый звук (частоты, которые воспринимает человеческое ухо, 20 Гц – 20 КГц); Ультразвук (воздушный ультразвук не доступен уху человека, но волны данного диапазона могут оказывать физиологическое воздействие, 20 КГц – 1 ГГц); Гиперзвук, или контактный ультразвук (относится к вибрациям, частоты свыше 1 ГГц).
Инфразвук – упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвуковой области принимают частоты 16 – 25 Гц. Нижняя граница инфразвукового диапазона неопределенна. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей Гц, т. е. с периодами в десяток секунд. Инфразвук содержится в шуме атмосферы, леса, моря. Источником инфразвуковых колебаний являются грозовые разряды (гром), а также взрывы и орудийные выстрелы.
Инфразвук Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах, вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далекие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море дает возможность предсказания стихийного бедствия – цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.
Основные источники Источник инфразвука Диапазон Уровни инфразвука Автомобильный транспорт Весь спектр Снаружи 70 – 90, внутри до 120 д. Б Ж/д транспорт, трамваи 10 – 16 Гц Внутри и снаружи от 85 до 120 д. Б Промышленные установки аэродинамического и ударного действия 8 – 12 Гц До 90 – 105 д. Б Вентиляция промышленных установок и помещений 3 – 20 Гц До 75 – 95 д. Б Реактивные самолеты Около 20 Гц Снаружи до 130 д. Б
Влияние инфразвука на организм человека Порог восприятия инфразвуковых колебаний для слухового анализатора в диапазоне 1 – 30 Гц составляет 120 – 80 д. Б, а болевой порог – 130 – 140 д. Б. Действие инфразвука вызывает: чувство страха, тревожность, головные боли, снижение внимания и работоспособности, нарушение функции вестибулярного аппарата (головокружение, рвота), расстройства органов пищеварения и мозга с различными последствиями (обморок, паралич, слепота). При сильных мощностях внутренние органы начинают вибрировать, что вызывает разрыв кровеносных сосудов и остановку сердца.
Слышимый звук – это упругие волны с частотой от 20 Гц до 20 КГц, субъективно воспринимаемые человеком на психофизиологическом уровне. Среди слышимых звуков особо выделяют: n Фонетические, речевые звуки и фонемы, из которых состоит устная речь; n Музыкальные звуки, из которых состоит музыка.
Слуховая адаптация Адаптация слуха – это приспособление слуха к различным уровням силы звука. Например, после адаптации слуха к тишине чувствительность достигает максимума, и поэтому звуковые сигналы первоначально кажутся повышенно громкими. Адаптация слуха осуществляется в пределах уровней силы звука от 0 д. Б (порог слышимости) до 130 д. Б (болевой порог). Причем наибольшая чувствительность проявляется к звуковым частотам от 1000 до 4000 Гц.
Слуховая адаптация Длительное и сильное звуковое воздействие приводит к функциональному срыву адаптации слуха, выражающемуся в развитии утомления с относительно стойким снижением слуха. При таких длительных воздействиях нормальная слуховая чувствительность не восстанавливается и развивается необратимая потеря слуха (тугоухость). Болевое ощущение, независимо от частоты действующей звуковой волны, является защитной реакцией от перераздражения.
Вибрация Вибрация – это сложный колебательный процесс в широком диапазоне частот, возникающий в результате передачи колебательной энергии от какого-либо источника в твердом теле. Механические вибрации возникают практически во всех механизмах с разными амплитудами и присутствующими частотами, поэтому они могут быть моно-, би-, и полигармонические, случайные с широким диапазоном частот. В городах источником вибрации служат в первую очередь транспорт и некоторые виды производства.
Классификация вибрации По частотам: n Низкочастотная – до 16 Гц; n Среднечастотная – от 16 до 30 Гц; n Высокочастотная – свыше 35 Гц. По способу передачи: n Общая (воздействие на все тело человека); n Локальная (воздействие на отдельные части тела).
Классификация вибрации Категории общей вибрации по источнику возникновения и возможности регулирования ее интенсивности: n категория 1 – транспортная; регулируется; n категория 2 – транспортно-технологическая; иногда возможно регулирование; n категория 3 а – технологическая; n категория 3 б – вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом.
Классификация вибрации Локальная вибрация по источнику возникновения подразделяется на: n Передающуюся от ручных машин (с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования; n Передающуюся от ручных инструментов (без двигателей) и обрабатываемых деталей.
Действие вибрации
Действие вибрации Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний тела человека или его отдельных органов (для тела человека 6 – 9 Гц, головы 6 Гц, желудка 8 Гц, других органов – в пределах 25 Гц). Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий лежит между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. При работе строительных машин и технологических процессов существуют горизонтальные и вертикальные толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных ускорений.
Механизмы адаптации При длительном воздействии сильного раздражителя большинство рецепторов возбуждает в сенсорном нейроне импульсы с большой частотой. Такими рецепторами являются сенсоры вибрации – тельца Пачини (пластинчатые тельца). Они находятся в подвижных участках тела, примыкающих к суставам и глубоко под кожей. В рецепторах вибрации адаптация осуществляется двумя путями: тельца Пачини – вязкоупругая среда, поэтому когда внезапно к одной стороне тельца прикладывается деформирующая сила, она сразу же передается вязким компонентам тельца к той же стороне центрального нервного волокна, вызывая развитие рецепторного потенциала.
Механизмы адаптации Однако в течение нескольких сотых долей секунды жидкость внутри тельца перераспределяется так, что рецепторный потенциал больше не развивается. Таким образом, рецепторный потенциал появляется в начале компрессии, но в течение доли секунды исчезает, даже если компрессия продолжается. Второй механизм адаптации – гораздо более медленный. Он является результатом так называемой аккомодации и развивается непосредственно в нервном волокне. Если по какой-либо причине деформация будет продолжаться, сама концевая часть нервного волокна постепенно становится аккомодированной к стимулу.
Механизмы адаптации Частоты вибрации, на которые реагируют эти рецепторы, находятся в диапазоне 70 – 1000 Гц. Но наиболее чувствительны они в диапазоне 200 – 400 Гц, где деформация кожи всего на 1 мкм является достаточным стимулом.
Спасибо за внимание!
Скачать презентацию Адаптация человека к физическим факторам Звук инфразвук Вибрация
Презентация по адаптации к физ. факторам.ppt