Ультразвук и инфразвук

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Здравоохранения Кыргызской Республики Кыргызская Государственная Медицинская Академия имени И.К. Ахунбаева

Реферат

на тему:

«Ультразвук и инфразвук»

«Область слышимости звука. Голосовой аппарат человека»

Выполнила: Газамова М.К.

Факультет: Лечебное дело

Курс: 1

Группа: 23

Проверил: Суркеев

Бишкек

2016 год

Содержание

Введение

Инфразвук

Ультразвук и его влияние на организм человека

Область слышимости звука

Голосовой аппарат человека

Список использованной литературы

Введение

Звук -- всё что слышит ухо, что доходит до слуха. Или более развёрнуто -- то, что слышится, воспринимается слухом: физическое явление, вызываемое колебательными движениями частиц воздуха или другой среды. Звук, в широком смысле - колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах.

Мы живем, окруженные огромным разнообразием волн. Волновые процессы можно поделить на две большие группы: электромагнитные и механические. Из первой группы нам наиболее знакомы радиоволны, световые лучи, рентгеновское излучение. Акустические, или звуковые, волны относятся ко второй группе. Они представляют собой колебательные движения упругих тел, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах, то есть в различных средах, обладающих массой и упругостью. Невозможность их распространения в вакууме была доказана экспериментально еще в XVII веке Р. Бойлем.

Основными параметрами любого волнового процесса являются частота колебаний, длина, скорость распространения и интенсивность волн. Частота акустических колебаний измеряется числом волн, прошедших через одну точку в течение 1 с. В качестве единицы частоты используют герц (Гц), который соответствует одному колебанию в 1 с. 1000 Гц составляют килогерц (кГц), а 1000000 Гц -- мегагерц (мГц).

Акустические волны принято разделять на несколько частотных диапазонов: колебания с частотой меньше 16 кГц -- инфразвук, от 16 кГц до 20 кГц -- слышимые звуки, от 20 кГц до 1000 мГц -- ультразвук, более 1000 мГц -- гиперзвук.

волновой инфразвук аппарат голосовой

Инфразвук

Звуковые волны характеризуются частотой в пределах от 16 Гц до 20 кГц. Упругие волны с частотой 16 Гц называются инфразвуком, а с частотой у>20 кГц-ультразвуком (рис. 56).

Инфразвук. Инфразвуковые волны человеческое ухо не воспринимает. Несмотря на это, они способны оказывать на человека определенные физиологические воздействия. Объясняются эти действия резонансом. Внутренние органы нашего тела имеют достаточно низкие собственные частоты: брюшная полость и грудная клетка - 5-8 Гц, голова - 20-30 Гц. Среднее значение резонансной частоты для всего тела составляет 6 Гц. Имея частоты того же порядка, инфразвуковые волны заставляют наши органы вибрировать и при очень большой интенсивности способны привести к внутренним кровоизлияниям.

Источниками инфразвука могут служить грозовые разряды, орудийные выстрелы, извержения вулканов, взрывы атомных бомб, землетрясения, работающие двигатели реактивных самолетов, ветер, обтекающий гребни морских волн, и т. д.

Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах, вследствие чего он может распространяться на очень большие расстояния. Это позволяет определять места сильных взрывов, положение стреляющего орудия, осуществлять контроль за подземными ядерными взрывами, предсказывать цунами и т. д.

Влияние на человека. 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.

Ультразвук

Ультразвуки - механические колебания упругой среды с частотой, превышающей верхнюю границу чувствительности 20кГц. Единицей измерения интенсивности ультразвука является ватт на квадратный сантиметр (Вт/см2). В гигиенической практике интенсивность ультразвука (уровень ультразвукового давления) оценивается в относительных единицах - дБ

Ультразвук подчиняется тем же закономерностям, что и звуковые волны, но из-за своей высокой частоте он имеет некоторые особенности:

малая длина волны (менее 1,5 см) дает возможность получать направлен сфокусированный пучок большой энергии;

ультразвуковые волны способны создавать четкую акустическую тень, потому размеры экранов всегда будут им соответствовать или больше длины волн;

проходя через границу раздела двух сред, ультразвуковые волны могут отражаться, преломляться или поглощаться;

высокочастотный ультразвук практически не распространяется в воздухе, потому звуковая волна распространяясь в среде, теряет энергию пропорциональную квадрату частоты колебаний

Влияние на организм человека. Под влиянием ультразвуковых колебаний в тканях организма происходят сложные процессы. Колебания частиц ткани с большой частотой при небольшой интенсивности действуют как вибромассаж. Образование внутритканевого тепла в результате трения частиц между собой, расширяет кровеносные сосуды и усиливает кровоток по ним; ускоряются биохимические реакции.

При распространении ультразвука в биологических средах происходит его поглощение и преобразование акустической энергии в силовую энергию.

Ультразвук в природе

Ультразвук тоже не воспринимается человеческим ухом. Однако его способны излучать и воспринимать некоторые животные. Так, например, дельфины благодаря этому уверенно ориентируются в мутной воде. Посылая и принимая возвратившиеся назад ультразвуковые импульсы, они способны на расстоянии 20-30 м обнаружить даже маленькую дробинку, осторожно опущенную в воду. Ультразвук помогает и летучим мышам, которые обладают плохим зрением или вообще ничего не видят. Издавая с помощью своего слухового аппарата ультразвуковые волны (до 250 раз в секунду), они способны ориентироваться в полете и успешно ловить добычу даже в полной темноте. Любопытно, что у некоторых насекомых в ответ на это выработалась особая защитная реакция: отдельные виды ночных бабочек и жуков также оказались способными воспринимать ультразвуки, издаваемые летучими мышами, и, услышав их, они тут же складывают крылья, падают вниз и замирают на земле.

Ультразвуковые сигналы используются и некоторыми зубчатыми китами. Эти сигналы позволяют им охотиться на кальмаров при полном отсутствии света.

Установлено также, что ультразвуковые волны с частотой более 25 кГц вызывают болезненные ощущения у птиц. Это используется, например, для отпугивания чаек от водоемов с питьевой водой.

Применение

Ультразвук находит широкое применение в науке и технике, где его получают с помощью различных механических (например, сирена) и электромеханических устройств.

Источники ультразвука устанавливают на кораблях и подводных лодках. Посылая короткие импульсы ультразвуковых волн, можно уловить их отражения от дна или каких- либо других предметов. По времени запаздывания отраженной волны можно судить о расстоянии до препятствия. Использующиеся при этом эхолоты и гидролокаторы позволяют измерять глубину моря, решать различные навигационные задачи, осуществлять рыбопромысловую разведку (обнаруживать косяки рыб), а также решать военные задачи.

Ультразвук и его влияние на организм человека

Ультразвуки дробят жидкие и твердые вещества, образуя различные эмульсии и суспензии.

В медицине при помощи ультразвука осуществляют сварку сломанных костей, обнаруживают опухоли, осуществляют диагностические исследования в акушерстве и т. д. Биологическое действие ультразвука (приводящее к гибели микробов) позволяет использовать его для стерилизации молока, лекарственных веществ, а также медицинских инструментов. Ультразвук как лечебное средство используется в физиотерапии: болеутоляющее, противовоспалительное и бактерицидное действие, стимулирует действие нервной системы, улучшает кроветворение, усиливает защитные реакции организма, снижает артериальное давление и т.п.

Область слышимости звука

Интенсивность звуков, с которыми приходиться иметь дело человеку изменяется в очень широких пределах. Диапазон звукового давления, различаемого органами слуха человека также довольно широк. Минимальная интенсивность звука, которая воспринимается ухом, называется порогом слышимости. В качестве стандартной частоты сравнения принята частота 1000 Гц. При этой частоте порог слышимости J0=10-12 Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давление P0 = 2*10-5 Па. Максимальная интенсивность звука, при которой орган слуха начинает испытывать болевое ощущение, называется порогом болевого ощущения, равным 102 Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давление Р = 2*102Па.

Область слышимости звука - пределы нормального восприятия звука человеком, ограниченные порогом слышимости и порогом болевого ощущения.

Область слышимости определяет диапазон частот и эффективное давление звуков, воспринимаемых ухом. Наибольший по эффективному давлению диапазон слышимости соответствует частоте около 1 кГц. Поэтому звук частотой 1 кГц выбран в качестве эталона для сравнения с ним звуков других частот. Порог слышимости звука с частотой 1 кГц, равный 2-10-5 Па, называют стандартным порогом слышимости.

Голосовой аппарат человека

Мы можем говорить только на выдохе, когда воздух выходит из легких наружу через рот и нос. В нашей дыхательной системе есть участок между трахеей и глоткой, который называется гортанью. Гортань - это хрящевая трубка, покрытая изнутри слизистой оболочкой. Сверху гортань покрыта надгортанником, состоящим из эластического хряща и расположенным впереди входа в гортань. Слизистая оболочка гортани имеет складки, выступающие в ее полость и содержащие связки и мышцы. Эти складки называются голосовыми связками. Щель в гортани между голосовыми связками называется голосовой щелью. Именно вибрация складок при прохождении воздуха через голосовую щель создает звуковую волну и тем самым рождает голос. При молчании голосовая щель широко раскрыта, при разговоре или пении - сужается.

Мышцы гортани способны изменять положение ее хрящей. В результате могут меняться ширина голосовой щели и натяжение голосовых связок. Размеры голосовых связок определяют тип голоса: у людей с низкими голосами складки более длинные и толстые, а с высокими - короткие и тонкие.

Кроме органов дыхания и места возникновения звуков - гортани к голосовому аппарату относятся артикуляционный аппарат и резонаторы.

Артикуляция (от лат. articulo - "расчленяю") - это работа органов речи при образовании звуков. Артикуляционный аппарат служит для образования звуков членораздельной речи. Помимо голосовых складок к артикуляционному аппарату относятся язык, губы, нёбо, глотка, зубы. Подвижные органы артикуляционного аппарата (язык, губы) называют активными, неподвижные - пассивными (верхняя губа, верхние зубы, та или иная часть неба).

Резонаторы - это полости, резонирующие на возникающий в голосовой щели звук и придающие ему силу и окраску (тембр). В результате прохождения звуковых волн через резонаторы приобретается характерный для каждого человека тембр голоса.

Тембр является уникальным индивидуальным качеством человека, отличающим его от других людей. Как нет двух лиц, абсолютно похожих друг на друга, так нет и двух абсолютно одинаковых по тембру голосов.

Говоря об органах, составляющих голосовой аппарат, нельзя забывать про центральную нервную систему. Специальные речевые центры головного мозга организуют их функции в единый, целостный процесс звукообразования, который является сложным психофизическим актом.

Список использованной литературы

1. М. Н. Мисюк, В. В. Максименко. Основы медицинских знаний: Учебно-методический комплекс для студентов специальности - ПСИХОЛОГИЯ. - Минск.: Изд-во МИУ, 2009

2. С.В. Громов, Н.А. Родина, Физика 8 класс

3. А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко «Медицинская и биологическая физика». - М.: «Дрофа»,2004

4. М.Е. Блохина, И.А. Эссаулова, Г.В. Мансурова «Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике». - М.: «Дрофа», 2001

5. Владимиров Ю.А. Биофизика. - М.: Высшая школа, 2005

6. Федорова В.Н., Фаустов Е.В. - Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами. - М.: Изд. Группа «ГЭОТАР-Медиа», 2010

Размещено на Allbest.ru