КГБ ПОУ ХПТЭТ

Междисциплинарная

научно-практическая конференция

«Шаг в науку»

(секция физики)

Выполнили:

Рязанова Юлия Романовна

Пак Эмилия Олеговна

Руководитель:

Кирюшина Светлана Ивановна,

преподаватель физики

Хабаровск

2018 год

Содержание

Введение

3

1.

Звук и его характеристики

1.1 Звук как физическое явление

1.2 Источники звуков в окружающем мире

9

2.

Звуки и живые и не живые объекты

2.1 Влияние звука на песок

11

2.2 Влияние звука на животных

1

2.3 Влияние звука на людей

16

Заключение

20

Литература и источники

788

Приложение

2

Введение

Актуальность темы: человек всегда жил в мире звука и научился делать

его

своим

помощником.

В

древние

времена

рев

зверя

предупреждал

об

опасности, шелест листьев и журчание ручья всегда сохраняли спокойствие

человека. Рог, труба, барабан служили средствами связи и искусства. Звук –

одно

из

самых

древних

проявлений

природы.

Проходили

века,

человек

трудился, творил. В мире появлялось все больше источников шума, росла их

сила. Наш век стал самым шумным.

Сегодня,

практически

все

люди

сталкиваются

с

таким

физическим

явлением

как

звук.

Он

окружает

нас,

так

как

почти

все

вокруг

сопровождается тем или иным характерным звуком. К примеру, мы можем с

легкостью отличить пение птиц от шелеста деревьев, или звук сирены от

звука включенного мотора. Люди сами способны к воспроизведению звука. С

этим физическим явлением мы встречаемся каждый день, но как мало мы о

нем знаем. Будучи школьниками, мы поверхностно изучаем данное явление

и, как это часто бывает, изучив тему, тут же о ней забываем. Изучить влияние

звука

крайне

необходимо

для

того,

чтобы

выяснить,

какое

же

влияние

оказывает на нас и весь окружающий мир звук, или, быть может, он вовсе

никак не действует.

Проблема: влияние звука на окружающий мир.

Гипотеза: звук негативно влияет на живые и неживые объекты.

Цель нашей работы:

1.Изучить звук как физическое явление

2.Исследовать влияние звука на различные объекты

3.Подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу

Задачи:

1. Познакомиться с научно-популярной литературой по теме «Звук, звуковые

явления и свойства»

2.Проанализировать влияние звука на живые и неживые объекты

3.Выполнить эксперименты с различными объектами

4.Обобщить результаты исследования.

Объект исследования: звук как физическое явление.

Предмет исследования: влияние звука на живые и не живые объекты.

Методы исследования:

1. Изучение литературы и дополнительных источников по данной теме.

2.Практический анализ исследований, проведенных по данной проблеме.

3

Практическая значимость: полученные данные могут быть полезны

людям разных возрастов, для того чтобы создать полное представление о

влиянии звука на различные объекты.

Работая над темой, мы использовали различные источники. Во-первых,

мы заглянули в школьные учебники по физике за 8,9класс. Также изучили

дополнительную литературу по данной теме. Особый интерес у нас вызвали

работы

Носова

Л.В.

«Шум

и

здоровье

человека»

и

Клюкина

И.И.

«Удивительный мир звуков», в которых подробно рассказывается о звуке, его

характеристиках и особенностях.

Большая

помощь

в

подборе

литературы

было

оказана

библиотекой

лицея

«РИТМ»,

а

также

руководителем

работы,

Кирюшиной

Светланой

Ивановной.

4

1.

Звук и его характеристики

1.1 Звук как физическое явление

Звук – это распространяющиеся в упругих средах – газах, жидкостях и

твёрдых телах – механические колебания, воспринимаемые органами слуха.

Звук

как

физическое

явление

-

это

волнообразно

распространяющиеся

колебания

частиц

упругой

среды.

Другими

словами,

звук

есть

результат

колебательного

процесса,

распространяющегося

в

упругой

среде,

в

частности - в воздушной среде.

Звук может распространяться только в упругой среде, т.е. в среде,

которая способна восстанавливать свою первоначальную форму, искаженную

(деформированную)

в

результате

кратковременного

действия

на

нее

возмущающей силы. Упругостью сжатия и растяжения обладают как твердые

тела, так и жидкие и газообразные среды. В упругой среде деформация

передается последовательно от некоторой точки среды к соседней. Если,

например, ударить по металлическому стержню молотком, то в месте удара

образуется

уплотнение

металла

(деформация

сжатия),

которое

будет

распространяться внутри стержня с некоторой определенной скоростью. Со

скоростью

распространения

звука

в

металле.

При

этом

в

колебательное

движение придут все точки тела стержня одна за другой в направлении

распространения

звуковой

волны.

Абсолютно

пластичные

тела,

а

также

ч а с т ич но

пла с т ич ны е

т е ла ,

пе рвонач а льна я

форма

ко т о р ы х

восстанавливается только частично, практически не способны передавать

звук.

Основные физические характеристики звука – частота и интенсивность

колебаний. Они и влияют на слуховое восприятие людей.

Периодом колебания называется время, в течение которого совершается одно

полное колебание.

Можно привести в пример качающийся маятник, когда он из крайнего

левого положения перемещается в крайнее правое и возвращается обратно в

исходное положение.[2, с.15]

5

Частота колебаний – это число полных колебаний (периодов) за одну

секунду.

. (2)

Эту единицу называют герцем (Гц). Чем больше частота колебаний, тем

более высокий звук мы слышим, то есть звук имеет более высокий тон. В

соответствии

с

принятой

международной

системой

единиц,

1000

Гц

называется килогерцем (кГц), а 1.000.000 – мегагерцем (МГц).

Распределение

по

частотам:

слышимые

звуки

–

в

пределах

15Гц-20кГц,

инфразвуки

–

ниже

15Гц;

ультразвуки

–

в

пределах

1,5·104

–

109

Гц;

гиперзвуки - в пределах 109 – 1013Гц.

Ухо человека наиболее чувствительно к звукам с частотой от 2000 до

5000 кГц. Наибольшая острота слуха наблюдается в возраст 15-20 лет. С

возрастом

слух

ухудшается.

С

периодом

и

частотой

колебаний

связано

понятие о длине волны.

λ=vT, (3)

где λ длина волны, v скорость волны, T период колебаний.

Длиной

звуковой

волны

называется

расстояние

между

двумя

последовательными сгущениями или разрежениями среды. На примере волн,

распространяющихся на поверхности воды, - это расстояние между двумя

гребнями.

Звуки

различаются

также

по

тембру.

Основной

тон

звука

сопровождается второстепенными тонами, которые всегда выше по частоте

(обертона). Тембр – это качественная характеристика звука. Чем больше

обертонов накладывается на основной тон, тем «сочнее» звук в музыкальном

отношении.

Вторая

основная

характеристика

–

амплитуда

колебаний.

Это

наибольшее

отклонение

от

положения

равновесия

при

гармонических

колебаниях.

(4)

г д е w

—

циклическая

частота,

показывающая,

насколько

радиан

(градусов) изменяется фаза колебания за 1 секунду.

A -амплитуда колебания

На примере с маятником – максимальное отклонение его в крайнее

левое положение, либо в крайнее правое положение. Амплитуда колебаний

определяет интенсивность (силу) звука. [4, с.25-26]

Сила

звука,

или

его

интенсивность,

определяется

количеством

акустической энергии, протекающей за одну секунду через площадь в один

6

квадратный

сантиметр.

Следовательно,

интенсивность

акустических

волн

зависит от величины акустического давления, создаваемого источником в

среде.

С интенсивностью звука в свою очередь связана громкость. Чем больше

интенсивность звука, тем он громче. Однако эти понятия не равнозначны.

Громкость – это мера силы слухового ощущения, вызываемого звуком. Звук

одинаковой интенсивности может создавать у различных людей неодинаковое

по своей громкости слуховое восприятие. Каждый человек обладает своим

порогом слышимости.

Законы распространения звука

К

основным

законам

распространения

звука

относятся

законы

его

отражения и преломления на границах различных сред, а также дифракция

звука и его рассеяние при наличии препятствий и неоднородностей в среде и

на границах раздела сред.

На

дальность

распространения

звука

оказывает

влияние

фактор

поглощения звука, то есть необратимый переход энергии звуковой волны в

другие виды энергии, в частности, в тепло. Важным фактором является также

направленность

излучения

и

скорость

распространения

звука,

которая

зависит от среды и её специфического состояния.

От

источника

звука

акустические

волны

распространяются

во

все

стороны.

Если

звуковая

волна

проходит

через

сравнительно

небольшое

отверстие, то она распространяется во все стороны, а не идёт направленным

пучком. Например, уличные звуки, проникающие через открытую форточку в

комнату, слышны во всех её точках, а не только против окна.

Характер распространения звуковых волн у препятствия зависит от

соотношения между размерами препятствия и длиной волны. Если размеры

препятствия малы по сравнению с длиной волны, то волна обтекает это

препятствие, распространяясь во все стороны. [6, с.36]

Звуковые волны, проникая из одной среды в другую, отклоняются от

своего

первоначального

направления,

то

есть

преломляются.

Угол

преломления может быть больше или меньше угла падения. Это зависит от

того, из какой среды, в какую проникает звук. Если скорость звука во второй

среде больше, то угол преломления будет больше угла падения, и наоборот.

Встречая на своём пути препятствие, звуковые волны отражаются от

него по строго определённому правилу – угол отражения равен углу падения

–

с

этим

связано

понятие

эха.

Если

звук

отражается

от

нескольких

поверхностей, находящихся на разных расстояниях, возникает многократное

эхо.

7

Звук

распространяется

в

виде

расходящейся

сферической

волны,

которая заполняет всё больший объём. С увеличением расстояния, колебания

частиц среды ослабевают, и звук рассеивается. Известно, что для увеличения

дальности

передачи

звук

необходимо

концентрировать

в

заданном

направлении.

Когда

мы

хотим,

например,

чтобы

нас

услышали,

мы

прикладываем ладони ко рту или пользуемся рупором.

Большое

влияние

на

дальность

распространения

звука

оказывает

дифракция, то есть искривление звуковых лучей. Чем разнороднее среда, тем

больше искривляется звуковой луч и, соответственно, тем меньше дальность

распространения звука.

Эхо

Как

возникает

эхо?

Здесь

все

очень

просто.

Звуковая

волна

имеет

способность отражаться от разных поверхностей: от воды, от скалы, от стен в

пустом помещении. Эта волна возвращается к нам, поэтому мы слышим

вторичный

звук.

Он

не

такой

четкий,

как

первоначальный,

поскольку

некоторая энергия звуковой волны рассеивается при движении до преграды.

Эхолокация

Отражение

звука

используется

в

различных

практических

целях.

Например, эхолокация. Она основана на том, что с помощью ультразвуковых

волн

можно

определить

расстояние

до

объекта,

от

которого

эти

волны

отражаются. Расчеты осуществляются при измерении времени, за которое

ультразвук

доберется

до

места

и

вернется

обратно.

Способностью

к

эхолокации обладают многие животные. Например, летучие мыши, дельфины

используют ее для поиска пищи. Другое применение эхолокация нашла в

медицине. При исследованиях с помощью ультразвука образуется картинка

внутренних органов человека. В основе такого метода находится то, что

ультразвук, попадая в отличную от воздуха среду, возвращается обратно,

формируя, таким образом, изображение. [3,с.54]

Звуковые волны в музыке

Почему

музыкальные

инструменты

издают

те

или

иные

звуки?

Гитарные

переборы,

наигрыши

пианино,

низкие

тона

барабанов

и

труб,

очаровывающий тонкий голосок флейты. Все эти и многие другие звуки

возникают

по

причине

колебаний

воздуха

или,

другими

словами,

из-за

появления звуковых волн. Но почему звучание музыкальных инструментов

настолько разнообразное? Оказывается, это зависит от некоторых факторов.

Первое

–

это

форма

инструмента,

второе

–

материал,

из

которого

он

изготовлен.

Рассмотрим

это

на

примере

струнных

инструментов.

Они

становятся

источником

звука,

когда

на

струны

воздействуют

касанием.

Вследствие

этого

они

начинают

производить

колебания

и

посылать

в

8

окружающую

среду

разные

звуки.

Низкий

звук

какого-либо

струнного

инструмента

обусловлен

большей

толщиной

и

длиной

струны,

а

также

слабостью ее натяжения. И наоборот, чем сильнее натянута струна, чем она

тоньше и короче, тем более высокий звук получается в результате игры.

Действие микрофона

Оно

основано

на

преобразовании

энергии

звуковой

волны

в

электрическую.

В

прямой

зависимости

при

этом

находятся

сила

тока

и

характер звука. Внутри любого микрофона расположена тонкая пластина,

выполненная из металла. При воздействии звуком она начинает совершать

колебательные движения. Спираль, с которой соединена пластинка, также

вибрирует,

в

результате

чего

возникает

электрический

ток.

Почему

он

появляется? Это связано с тем, что в микрофоне также встроены магниты.

При колебаниях спирали между его полюсами и образуется электрический

ток,

который

идет

по

спирали

и

далее

-

на

звуковую

колонку

(громкоговоритель) или к технике для записи на информационный носитель

(на кассету, диск, компьютер). Кстати, аналогичное строение имеет микрофон

в телефоне. Но как действуют микрофоны на стационарном и мобильном

телефоне? Начальная фаза одинакова для них – звук человеческого голоса

передает свои колебания на пластинку микрофона, далее все по описанному

выше

сценарию:

спираль,

которая

при

движении

замыкает

два

полюса,

создается ток. А что дальше? Со стационарным телефоном все более-менее

понятно – как и в микрофоне, звук, преобразованный в электрический ток,

бежит

по

проводам.

А

как

же

обстоит

дело

с

сотовым

телефоном

или,

например, с рацией? В этих случаях звук превращается в энергию радиоволн

и попадает на спутник. [7,с.55]

1.2 Источники звуков в окружающем мире

Любое тело, колеблющееся со звуковой частотой, является источником

звука, так как в окружающей среде возникают распространяющиеся от него

волны. Существуют как естественные, так и искусственные источники звука.

Один из искусственных источников звука, камертон, был изобретен в 1711 г.

английским

музыкантом

Дж.

Шором

для

настройки

музыкальных

инструментов.

Камертон

представляет

собой

изогнутый

(в

виде

двух

ветвей)

металлический

стержень

с

держателем

посередине.

Ударив

резиновым

молоточком по одной из ветвей камертона, мы услышим определенный звук.

Ветви камертона начинают вибрировать, создавая вокруг себя попеременные

9

сжатия и разрежения воздуха. Распространяясь по воздуху, эти возмущения

образуют звуковую волну.

Стандартная частота колебаний камертона — 440 Гц. Это означает, что

за 1 с его ветви совершают 440 колебаний. На глаз они незаметны. Если,

однако, прикоснуться к звучащему камертону рукой, то можно почувствовать

его вибрацию. Для определения характера колебаний камертона к одной из

его ветвей следует прикрепить иглу. Заставив камертон звучать, проведем

соединенной

с

ним

иглой

по

поверхности

закопченной

стеклянной

пластинки. На пластинке появится след в форме синусоиды.

Для

усиления

звука,

создаваемого

камертоном,

его

держатель

укрепляют на деревянном ящике, открытом с одной стороны. Этот ящик

называют

резонатором. При

колебаниях

камертона

вибрация

ящика

передается находящемуся в нем воздуху. Из-за резонанса, возникающего при

правильно подобранных размерах ящика, амплитуда вынужденных колебаний

воздуха

возрастает,

и

звук

усиливается.

Его

усилению

способствует

и

увеличение площади излучающей поверхности, которое имеет место при

соединении камертона с ящиком. [1]

Нечто подобное происходит и в таких музыкальных инструментах, как

гитара, скрипка. Сами по себе струны этих инструментов создают слабый

звук. Громким он становится благодаря наличию у них корпуса определенной

формы с отверстием, через которое могут выходить звуковые волны.

Источниками звука могут быть не только колеблющиеся твердые тела,

но и некоторые явления, вызывающие колебания давления в окружающей

среде

(взрывы,

полет

пуль,

завывания

ветра

и

т.

д.).

Наиболее

ярким

примером подобных явлений является молния. Во время грозы температура в

канале молнии увеличивается до 30 000 °С. Давление резко возрастает, и в

воздухе

возникает

ударная

волна,

постепенно

переходящая

в

звуковые

колебания (с типичной частотой 60 Гц), распространяющиеся в виде раскатов

грома.

Интересным источником звука является дисковая сирена, изобретенная

немецким

физиком

Т.

Зеебеком

(1770-1831).

Она

представляет

собой

соединенный

с

электродвигателем

диск

с

отверстиями,

расположенными

перед

сильной

струей

воздуха.

При

вращении

диска

поток

воздуха,

проходящего через отверстия, периодически прерывается, в результате чего

возникает резкий характерный звук. Частота этого звука определяется по

формуле v = nk , где n — частота вращения диска, k — число отверстий в нем.

Используя сирену с несколькими рядами отверстий и регулируемой частотой

вращения диска, можно получить звуки разной частоты. Частотный диапазон

10

сирен, применяемых на практике, составляет обычно от 200 Гц до 100 кГц и

выше. [9, с.42]

(5)

, (6)

где а – уровень звукового давления в рассчитываемой точке, в -

максимальный уровень звукового давления, y – расстояние от сирены до

заданной точки. Свое название эти источники звука получили по имени

полуптиц-полуженщин, которые, согласно древнегреческим мифам,

завлекали своим пением мореходов на кораблях, и те разбивались о

прибрежные скалы.

2.

Звук и живые и не живые объекты

2.1 Влияние звука на песок

К

концу

XVIII

века

появилось

достаточно

много

работ

учёных

(музыкантов,

математиков),

исследовавших

природу

и

свойства

звуковых

волн.

Многие

исследования

касались

математической

стороны

акустики,

рассматривая колебания звука (Г. Галилей), скорость движения звука (М.

Мерсенн), принципы движения волн (Х. Гюйгенс), механические колебания

звука (И. Ньютон) и т.д.

В связи, с чем интересны работы Хладни Эрнста Флоренс Фридриха,

который

изучал

воздействие

звуковых

волн

на

всех

возможных

видах

звучащих

тел.

Внимание

ученых

(и

впоследствии

общества)

привлекли

работы по исследованию фигур, образующихся из песка под воздействием

звуковых волн на колеблющихся пластинках.

В ходе эксперимента, небольшое количество песка насыпали на тонкую

металлическую

пластину.

Затем

Хладни

проводил

смычком

по

краю

пластины,

что

создавало

определенные

вибрации/колебания,

то

есть

происходило

распространение

звуковой

волны.

Первоначально

хаотично

лежащий

песок

начинал

самостоятельно

перемещаться

по

пластине,

тем

самым

образовывая

от

простых

фигур

до

самых

замысловатых

геометрических узоров. Вид фигур существенно менялся в зависимости от

формы и места крепления пластинки, а также от скорости, силы и места

прикосновения

смычком

и/или

пальцем

(для

задержки

колебаний

и

образования узла). Так, например, при низких вибрациях на квадратных

пластинках наблюдаются наиболее простые фигуры (крест, квадрат, круг и

т.д.). В то время как на круглых пластинках - различные звездообразные

фигуры. Геометрические узоры, образующиеся под воздействием звука на

песке, были названы фигурами Хладни. [5, с.41-42]

11

Эксперимент 1

Влияние звука на песок

Приборы: стеклянная пластина, песок, смычок.

План действия.

Возьмём

какую-нибудь

стеклянную

пластинку

со

стороной

сантиметров

в

30

и

толщиной

в

1—2

миллиметра.

Неровная

или

надтреснутая пластинка для опыта не годится.

В центре пластинки отверстие диаметром в 6 миллиметров. Чтобы

пластинка могла звучать, ее надо прикрепить к чему-нибудь твердому только

серединой.

Мы

покрыли

пластинку

черным

лаком

(для

хорошего

и

чёткого

изображения получившихся фигур), хорошенько натерли смычок канифолью

и медленно водили им, как показано на рисунке (Приложение, рисунок 1),

вверх

и

вниз,

осторожно

нажимая.

Может

быть,

не

сразу,

но

вскоре

появляется чистый звук, правда, не особенно приятный.

Сквозь

сито

мы

насыпали

на

пластинку

песок.

Насыпать

нужно

равномерно и желательно не очень густо. Поводили смычком по одному из

краев

пластинки,

а

пальцем

руки

дотрагивались

до

противоположной

стороны.

На колеблющейся поверхности пластинки крупинки подпрыгивали, и,

наконец, когда звук пластинки установился, песок симметрично начал лежать

на ней в виде какой-нибудь фигуры.

Если держать пальцем посредине края пластинки, противоположного

смычку, песок на ней ляжет двумя линиями так, что разделит пластинку на 4

квадрата.

Если держать за угол пластинки, песок покроет ее по двум диагоналям.

Правильность

фигуры

зависит

от

чистоты

тона,

который

дает

пластинка. Если тон скрипучий, неприятный и неясный, фигура ясно не

обозначается. Но зато, имея пластинку, дающую ясный и чистый тон, мы

можем «рисовать» на ней фигуры удивительно точные и разнообразные.

Фигуры

образуются

оттого,

что

не

все

точки

пластинки

колеблются

от

прикосновения смычка. Те участки, которые придерживаются пальцами, не

двигаются, а другие быстро и сильно колеблются. Песок соскальзывает с

колеблющихся

точек

и

остается

на

неподвижных

местах,

образуя

линии

фигур.

Наблюдая

за

фигурами

при

различных

положениях

пальцев

на

пластинке,

мы

заметили,

что,

как

только

меняется

положение

пальцев,

12

изменяется звук и сейчас же изменяется расположение песка на пластинке

(Приложение, рисунок 2).

Простые

фигуры

вызываются

низкими

басовыми

нотами;

более

сложные образуются при высоких нотах.

Высокие звуки вызываются быстрыми колебаниями. Эти колебания

могут совершать только малые колеблющиеся плоскости. Поэтому в них

образуется большое количество неподвижных точек. Очевидно, что разные

пластинки

дают

разные

фигуры.

Опыт

можно

производить

не

только

с

квадратной, но и с круглой и многогранной пластинками. Чем выше тон

пластинки,

тем

более

сложной

получается

фигура

и

тем

поразительнее

скорость появления ее.

Вывод:

1. При воздействии звука на песок ,он начинает собираться в различные

орнаменты.

2.Тип орнамента зависит зависит от частоты звука.

3.Чем выше тон пластинки, тем более сложные фигуры получаются.

4Расположение пальцев, изменяется сам звук и расположение песка.

5. Правильность фигуры зависит от чистоты тона, который дает пластинка.

6. Простые фигуры вызываются низкими басовыми нотами, а более сложные

образуются при высоких нотах.

2.2 Влияние звука на животных

Влияет ли музыка на животных? Ученые задались подобным вопросом,

провели

достаточно

большое

количество

исследований

и

пришли

к

некоторым выводам относительно влияния музыки на животных.

Оказывается животные тоже “слышат” музыку, активно реагируя на

нее, предпочитая гармоничную музыку. В ходе исследований группе кошек и

собак

были

представлены

для

прослушивания

различные

композиции,

относящиеся к разнообразным жанрам музыки, а именно классике, поп-

музыке,

роковым

композициям.

Результат

оказался

парадоксальным.

Все

потому

что

самыми

спокойными

звуками

для

животных

оказались

классические

композиции.

После

прослушивания

классической

музыки

животные успокоились и наслаждались звучанием. Поп – композиции не

вызвали у животных никакой реакции, они просто готовы были уснуть. А вот

рок – музыка заставила животных метаться по комнате в поисках свободного

места. Поэтому вам стоит внимательно относиться к играющей у вас в доме

музыке.

13

Мы

не

можем

установить

доподлинно,

как

слышат

музыку

другие

существа,

но

можем

с

помощью

экспериментов

определить

влияние

различных видов музыки на животных. Животные могут слышать очень

высокочастотные звуки и поэтому при дрессировке с ними часто работают с

высокочастотными

свистками.

Первым,

кто

проводил

изыскания

насчет

музыки и животных можно назвать Николая Непомнящего. По исследованию

этого учёного было точно выяснено, что животные хорошо схватывают ритм,

например цирковые лошади, безошибочно попадают в такт, когда звучит

оркестр. Также хорошо схватывают ритм собаки (в цирке они танцуют, а

домашние

собаки

иногда

могут

подвывать

полюбившейся

мелодии).

Чувствительность анализатора слуха у домашних животных различна и

зависит от высоты звука и других факторов. Собаки способны воспринимать

колебания в диапазоне от 38 до 80 000 Гц, овцы — от 20 до 20 000, лошади —

от 35 до 75000 Гц. Достаточной остротой слуха обладает также крупный

рогатый скот, который может дифференцировать весьма близкие по тембру

звучания тоны. [7, с.63]

На современных животноводческих предприятиях шумы возникают в

результате

звуков,

издаваемых

животными,

работы

технологического

оборудования: механизмов и машин для подготовки кормов и их раздачи,

уборки навоза, вентиляции помещений, доения коров и др. Могут иметь

значение

и

внешние

(по

происхождению)

шумы

(при

размещении

животноводческих

помещений

под

воздушными

трассами

или

вблизи

аэродромов, железных дорог и т. п.). Известен случай, когда шум реактивных

самолетов вызывал развитие агалактии у крольчих и гибель крольчат.

Под

влиянием

шума

в

организме

коров

происходят

существенные

физиологические

изменения:

учащаются

дыхание,

пульс,

уменьшаются

использование

кислорода

и

уровень

теплопродукции,

снижаются

частота

жевательных

движений

и

сокращений

рубца,

молочная

продуктивность.

Шумовые

раздражители

от

60

до

120

дБ

снижают

яйценоскость

кур,

приросты свиней и молодняка крупного рогатого скота, вызывая у животных

повышение

температуры

тела,

уменьшение

количества

эритроцитов

и

гемоглобина.

Производственные

шумы

угнетают

условно-рефлекторную

деятельность организма, отрицательно влияют на здоровье и продуктивность

животных и птиц. Интенсивность уровня шума для сельскохозяйственных

животных не должна превышать 65—70 дБ.

Многие шумы можно отнести к чрезмерным раздражителям, которые

вызывают беспокойство животных и появление у них стресса. Одно из самых

пагубных

последствий

шума

—

нарушение

сна.

Животные

переносят

14

отсутствие

сна

тяжелее,

мучительнее,

чем

полное

голодание.

Собаки,

лишенные сна, погибали через 4—5 суток, то есть в несколько раз быстрее,

чем при голодании.[8, с.52]

Уменьшению

интенсивности

шумов

следует

уделять

пристальное

внимание

еще

и

потому,

что

к

ним

чувствительны

люди,

для

которых

вышеуказанный

уровень

является

предельно

допустимым.

Профилактика

шума

в

животноводческих

помещениях

предусматривает

подгонку

и

настройку

аппаратов,

применение

звукоизоляционных

прокладок,

чехлов;

вынесение силовых агрегатов доильных машин, мощных вентиляторов, иных

моторов в специальные помещения, камеры, изолированные от помещений

для содержания животных и птиц. Вместо уборки навоза и раздачи кормов с

помощью

тракторов

предложены

устройство

щелевых

полов,

установка

навозных и кормовых транспортеров и т. п. От внешних шумов хорошо

защищают умело спланированные насаждения деревьев и кустарников.

Во

Франкфуртском

зоопарке,

например,

две

пары

сиамангов,

человекообразных

обезьян

из

семейства

гиббонов,

очень

любят

петь

квартетом. Начинают обычно две самочки, потом к запевалам непременно

присоединяются два самца. Поскольку обезьяны - общественные животные,

развитие у них навыков хорового пения вполне объяснимо. Замечено такое

явление в природных условиях среди некоторых видов обезьян, а также и

гиен, волков, шакалов и других животных, образующих стаи.

Эксперимент 2

Влияние звука на домашних питомцев

Считается, что домашние животные воспринимают музыку не так, как

люди. Они слышат не мелодию, а просто скопление звуков. Порой слишком

высокие звуки могут вызвать у них раздражение, и они будут стараться найти

тихое место в квартире и отдохнуть там.

В основном влияние музыки на домашнего любимца напрямую зависит

от

его

характера.

Некоторые

животные

имеют

отличное

чувство

ритма,

которое сопровождает их всю их жизни. Примером этому могут послужить

дрессированные

собаки,

танцующие

в

цирках.

Поэтому

некоторые

люди

используют

ритмичную

музыку

для

дрессировки

своего

домашнего

животного.

Понять какую музыку любит ваш питомец очень просто. Понаблюдайте

за ним, когда слушаете музыку, и вы поймёте: нравится она ему, не нравится

или он к ней равнодушен.

Чтобы

удостовериться

в

том,

что

разным

домашним

животным

нравится разная музыка, мы провели исследования. Мы включали разную

музыку (классическую, поп, рок, блюз), и наблюдали за поведением своих

15

домашних животных: собакой (Приложение, рисунок 3), котом (Приложение,

рисунок 4) и попугаем (Приложение, рисунок 5).

Вывод:

1.На животных мир звуков оказывает большое влияние.

Она влияет на их

поведение, настроение.

2.Во время классической музыки питомцы становились спокойными и даже

засыпали.

3. Во время поп-музыки и блюза поведение животных сильно не изменилось,

но питомцы стали более активны.

4.Рок-музыка вызывала у животных негодование, страх, панику, активную

деятельность. (Приложение, таб.1)

Пусть мы и не можем слышать музыку как наши кошки, собаки, но мы

можем создать им настроение с помощью музыки.

2.3 Влияние звука на людей

Музыка – феноменальное явление. Её взаимоотношения с человеком

удивительны. Мелодичные звуки вершат чудеса – в человеке пробуждается,

преобразуется душа, меняются состояние, настроение. Музыка властвует над

нашими эмоциями, которые, оказывается, даже побеждают физическую боль.

Узбекский учёный Мирзакарим Норбеков установил: здоровье зависит

от эмоционального центра человеческого организма. Он подчёркивает: “Хаос

не

в

мире,

он

внутри

нас”.

И

именно

музыка

побеждает

этот

хаос,

гармонизирует эмоциональную сферу человека.

Ежедневно каждый из нас, людей, живущих в городских условиях,

подвергается довольно агрессивному воздействию множества факторов. Это

и

«ароматы»

выхлопных

газов,

и

отопление,

и

излучение

различных

приборов, и, конечно, звуки. Звуки окружают нас повсюду, зачастую мы не

можем их выбирать – шум проезжающих машин, работ на стройке, чья-то

речь или навязчивая музыка в маршрутке. Все звуки, осознаем мы это или

нет, оказывают сильное влияние на наше сознание и самочувствие. Конечно,

от звукового фона города можно отгородиться плеером.

Тишина,

которая

сегодня

идет

на

вес

золота,

просто

необходима

человеку, особенно в ночное время. Доказано, что отсутствие тишины во

время сна отрицательно сказывается на самочувствии – организму не удается

восстановиться полностью, возникает преждевременная (а при постоянном

шумовом воздействии – перманентная) усталость, раздражительность. Вы,

конечно, помните, как важно правильно отдыхать и хорошо спать, поэтому

необходимо принять меры по звукоизоляции своей квартиры – установку

16

стеклопакетов, использование звукоизоляционных материалов, а в качестве

крайней меры – переезд в более тихое место. [10, с.36]

Оказывается,

даже

небольшой

шум

создает

серьезную

нагрузку

на

нервную систему человека, влияет на психическое здоровье. Не случайно

одной из пыток, которые раньше использовали китайцы, было монотонное

воздействие шума на протяжении долгого времени. Это может привести даже

к полной потере рассудка. Если шум не настолько навязчив, сознание и

организм адаптируются, мы можем даже не осознавать, что слышим шум, но

это не значит, что он на нас не влияет. При этом звуки, которые производит

сам человек, не оказывают на него негативного влияния, а посторонний шум

может «наградить» различными заболеваниями.

Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гипертоническая и

язвенная

болезни,

неврозы,

желудочно-кишечные,

заболевания

кожи,

патологические изменения, связаны с перенапряжением нервной системы в

процессе труда и отдыха.

В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные

исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их

исследования показали, что отсутствие необходимой тишины, особенно в

ночное

время,

приводит

к

преждевременной

усталости,

а

часто

и

к

заболеваниям. В этой связи необходимо отметить, что шум в 30–40 дБ в

ночное

время

может

явиться

серьезным

беспокоящим

фактором.

С

увеличением уровней до 70 дБ и выше шум может оказывать определенное

физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в

его организме. Под воздействием шума, превышающего 85–90 дБ, в первую

очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.

Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности

людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное

действие сильного шума вызывает общее утомление, приводит к ухудшению

слуха,

а

иногда

и

к

глухоте,

происходят

изменения

объема

внутренних

органов. [11]

Воздействуя на кору головного мозга, шум оказывает раздражающее

действие,

ускоряет

процесс

утомления,

ослабляет

внимание

и

замедляет

психические реакции.

Шум

обладает

аккумулятивным

эффектов,

то

есть

акустические

раздражение,

накапливаясь

в

организме,

все

сильнее

угнетают

нервную

систему. При длительном воздействии на человека мощных звуков и шумов

происходит

перевозбуждение

клеток

коры

головного

мозга.

В

итоге:

понижается

острота

слуха,

ускоряется

процесс

старения

организма.

Напряженное вслушивание в тишину, наоборот, повышаем остроту слуха.

17

Если

сила

звука

выше

80

децибел,

появляется

опасность

потери

чувствительности находящихся в среднем ухе ворсинок-отростков слуховых

нервов. Отмирание половины из них еще не ведет к ощутимой потере слуха.

А если погибает больше половины — человек погрузится в мир, в котором не

слышно шелеста деревьев, жужжания пчел. С потерей всех тридцати тысяч

слуховых ворсинок человек попадает в мир безмолвия. (Приложение, таб.3)

Регулярное и длительное воздействие производственного шума в 85-90

децибел

приводит

к

появлению

тугоухости.

Для

человека

практически

безвреден шум 20–30 дБ, допустимая граница – 80 дБ, 130 дБ вызывают

болевые ощущения, 150 дБ уже непереносимы согласно санитарным нормам,

в

жилых

помещениях

допустим

уровень

шума

30

децибел

ночью

и

40

децибел днем. Во время занятий в школах он не должен превышать 55

децибел. А вот данные об уровне других шумов: шелест листвы — 25

децибел, шорох бумаги и тиканье часов — около 30 децибел.

Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является

одним из воздействий окружающей среды. В природе громкие звуки редки,

шум

относительно

слаб

и

непродолжителен.

Сочетание

звуковых

раздражителей даёт время животным и человеку, необходимое для оценки их

характера

и

формирования

ответной

реакции.

Звуки

и

шумы

большой

мощности

поражают

слуховой

аппарат,

нервные

центры,

могут

вызвать

болевые

ощущения

и

шок.

Так

действует

шумовое

загрязнение.

Тихий

шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, лёгкий плеск воды и шум

прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы. Но

естественные

звучания

голосов

Природы

становятся

все

более

редкими,

исчезают

совсем

или

заглушаются

промышленными

транспортными

и

другими шумами.

В настоящее время учёные во многих странах мира ведут различные

исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их

исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека,

но и абсолютная тишина пугает и угнетает его. Так, сотрудники одного

конструкторского бюро, имевшего прекрасную звукоизоляцию, уже через

неделю стали жаловаться на невозможность работы в условиях гнетущей

тишины. Они нервничали, теряли работоспособность. И, наоборот, учёные

установили, что звуки определённой силы стимулируют процесс мышления,

в

особенности

процесс

счёта.

Каждый

человек

воспринимает

шум

по-

разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья,

окружающих условий.

Эксперимент 3

Влияние звука на учеников 11А класса

18

(Приложение, рисунок 6)

Приборы:

музыкальная

установка,

музыка

различных

стилей,

наушники.

В

ходе

исследования

мы

включали

разные

виды

музыки

(звуки

природы,

классическая

музыка,

поп-музыка

и

рок-музыка)

и

просили

учеников прослушать ее. Мы измеряли пульс и давление участников до

эксперимента и после, также мы просили описать их свое эмоциональное

состояние.

Выводы:

1.Звуки природы практически у всех участников эксперимента незначительно

снизили

пульс

и

давление;

их

эмоциональное

состояние

улучшилось

и

стабилизировалось.

2.Звуки классической музыки снизили давление учеников , а эмоциональное

состояние значительно улучшилось. Участники исследования отмечают, что

во время прослушивания классики они могли расслабиться и насладиться

звучанием

музыкальных

инструментов,

что

повлияло

на

их

внутреннее

состояние.

3.Звуки поп-музыки снизили показатели пульса и давления у учеников, у

них появилось ощущение возбуждения и бодрости

4.Звуки рок-музыки резко повысили давление участников эксперимента, а их

эмоциональное состояние ухудшилось. Ученики отмечают, что сначала они

чувствовали

возбуждение

и

бодрость,

но

затем

у

них

появилась

грусть,

подавленность и усталость.

Исходя из полученных результатов, можно сделать следующий вывод,

что музыка имеет огромное влияние на организм человека, не только на пульс

и давление, но и на эмоциональное состояние людей. Причем разная музыка

оказывает разное влияние. (Приложение, таб.2)

19

Заключение

Проделанная нами работа является важной и актуальной, так как

музыка сопровождает человека на протяжении всей жизни. При выполнении

работы и в процессе изучения литературы нами были установлены различные

точки зрения авторов по поводу воздействия музыки

Таким

образом,

наша

гипотеза

подтвердилась

частично.

Звук

не

только негативно влияет на живые и не живые объекты, но и положительно.

Существует

разрушающая

музыка,

которая

отрицательно

действует

организмы, и музыка, обладающая силой положительного воздействия на

человека

и

на

живые

организмы.

Классическая

музыка

прошлого

и

настоящего времени всегда будет актуальна и ценима человечеством во все

времена,

поскольку

она

пронизана

положительным

энергетическим

потенциалом, приносит слушателю радость. А рок – музыка и сверхгромкие

звуки действуют разрушительно на все живые организмы.

В

ходе

работе

мы

добились

поставленных

цели

и

задач.

Мы

рассмотрели звук как физическое явление, изучили особенности звука и его

влияние на живые и неживые объекты. Выяснили, какое влияние оказывает

звук,

выявили

особенности

влияния

звука

на

различные

объекты,

практически изучили влияние звука на окружающий мир.

20

Литература

1.

Витер Артур. Статья где «Животные и музыка: влияние музыки на

животных»

2.

Громов С.В. Физика. Школьная энциклопедия. - М., Дрофа, 1999.

3.

Клюкин Игорь Иванович: «Удивительный мир звука»;2-е издание, 1986г..

4.

Кошкин Н. И., Ширкевич М.Г.: «Справочник по элементарной физике»;

10-е изд., 1988г.

5.

Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику.

М., 1984

6.

Носова Л.В. Шум и здоровье человека, Школа-Пресс, 1999

7.

Скучик Е. Основы акустики. М., 1976

8.

Стретт Дж.В. (Лорд Рэлей). Теория звука. М., 1955

9.

Физика в школе. Научно-методический журнал. № 7, 2005.

10.Хорбенко Иван Григорьевич: «За пределами слышимого»;2-е

издание,1986г..

11.Энциклопедия юного физика. М.: Просвещение,1985.

21

Приложение

Словарь терминов.

Камертон - инструмент для фиксации и воспроизведения эталонной

высоты звука, которая также называется словом «камертон».

Обертоны - призвуки, входящие в спектр музыкального звука; высота

обертонов выше основного тона.

Сирена - прибор для подачи звуковых сигналов, излучающий мощный

звук

одного

или

разных

тонов

с

помощью

пара,

сжатого

воздуха

или

электрической

энергии.

Используется

для

подачи

туманных

сигналов

на

судах,

береговых

и

плавающих

маяках

в

качестве

о с новного

звуковоспроизводящего устройства.

Фигуры

Хладни -

фигуры,

образуемые

скоплением

мелких

частиц

вблизи узловых линий на поверхности упругой колеблющейся пластинки.

Названы в честь немецкого физика Эрнеста Хладни, обнаружившего их.

Шум -

беспорядочные колебания различной

физической

природы,

отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.

Эхо - физическое явление, заключающееся в принятии наблюдателем

отражённой от препятствий волны.

Эхолокация -

способ,

при

помощи

которого

положение

объекта

определяется по времени задержки возвращений отражённой волны.

22

Таб.1

Животное

Собака

Кот

Попугай

Классическая

музыка

Внимательно

слушала, затем стала

засыпать

Слушала

внимательно, была в

расслабленном

состоянии, под конец

уснула

Сидел тихо, спокойно

Поп-музыка

Слушала с интересом,

глаза округлились,

зашевелила ушами

Сначала испугалась,

зрачки расширились,

затем успокоилась

Встрепенулся, зачирикал,

попрыгал

Рок-музыка

Слушала с заметным

страхом, зашевелила

хвостом

Испугалась,

задергалась,

зашевелила хвостом,

глаза округлились, все

время дергалась, не

сидя на месте

Громко зачирикал, начал

летать по клетке,

чувствовал страх

Блюз

Слушала без особого

интереса, зевнула,

кивнула головой

Сначала слушала,

затем стала убегать,

уши дергались

Подчирикивал в такт

музыки, прыгал на жерди

Таб.2

Тип

музыки

Пульс

Давление

Эмоциональное состояние

до

после

до

после

до

после

Звуки

природы

70

67

70

67

Возбуждённость,

усталость,

подавленность,

раздражительность,

нервозность.

Спокойное,

нормальное

Классическая

музыка

70

74

79

73

Усталость,

угнетенность,

нормальное.

Весёлость,

возбуждённость

Поп-музыка

72

69

63

60

Раздражительность

усталость,

безразличие, грусть.

Возбуждение,

бодрость

Рок-музыка

72

69

70

79

Нормальное,

усталое,

подавленное.

Возбуждение,

бодрость, которая

сменилась грустью

и усталостью,

подавленность,

бессонница.

23

Таб.3

Источник шума,

помещение

Уровень

шума, дБ

Реакция организма на длительное акустическое

воздействие

Листва, прибой

Средний шум в

квартире, классе

20

40

Успокаивает

Гигиеническая норма

Шум внутри здания

на магистрали

Телевизор

Поезд (метро, на

железной дороге)

Кричащий человек

Мотоцикл

Дизельный грузовик

60

70

80

80

90

90

Появляется чувство раздражения, утомляемость,

головная боль

Реактивный самолет

(на высоте 300м)

Цех текстильной

фабрики

95

110

Постепенно ослабление слуха, нервно-

психический стресс (угнетенность,

возбужденность, агрессивность), язвенная

болезнь, гипертония

Плеер

Ткацкий молоток

Отбойный молоток

Реактивный самолет

(на высоте 25 м)

Шум на дискотеке

114

120

120

140-150

175

Вызывает звуковое опьянение наподобие

алкогольного опьянения, нарушает сон, разрушает

психику, приводит к глухоте

24

Рисунок 1

Рисунок 2

25

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

26

Рисунок 6

27