Стимуляція здоров'я та інтелекту - Чепига М.П. - 1.2. Ми перебуваємо в оточенні різних звуків і шумів

Що таке звук? На це запитання можна дати різні відповіді. Фізик скаже, що це хвиля, яка виникає у повітрі в результаті коливання, і дасть нам фізичні параметри звуку: період коливання, довжина звукової хвилі, амплітуда і частота коливання.

Відомі вчені Олександр Грейам Белл та Генріх Рудольф Герц зробили свій внесок у розробку методів вимірювання звуку. Відносна інтенсивність звуку вимірюється у белах або переважно у децибелах (децибел - це одна десята бела), а частота звуку - в герцах (Гц). Коли вимірюють (приладом) інтенсивність шуму, то часто розуміють рівень звуку (в децибелах).

Стимули, які викликають слухові відчуття, є хвилями, що утворюються в результаті коливання частинок повітря і поширюються із швидкістю близько 330 м/с.

Функція вуха полягає в перетворенні цих коливань у нервові імпульси. Вухо (мал. 1) може сприймати звук, інтенсивність якого

Мал. 1. Будова вуха людини

коливається (в логарифмічному масштабі) на 12 бел або 120 децибел, а це означає, що звук інтенсивністю 100 децибел в 10 разів сильніший, ніж інтенсивністю 90 децибел, і в 1000 разів сильніший від звуку в 70 децибел.

Вухо людини може приймати частотні коливання у діапазоні від 20 (20 Гц) до 20 тисяч коливань за секунду (20 000 Гц).

Великий вклад у вчення про звук зробив один із визначних акустиків німецький фізик Герман фон Гельмгольц (1821-1894). Він встановив, що якість звуку, або тембр, залежить від кількості синусоїдних компонентів його складу. Тому та сама нота звучить по-різному, якщо її зіграти на трубі, флейті чи скрипці. Кожна нота містить основну частоту і певну кількість гармонік. Частота гармонік значно більша за основну частоту. Різне співвідношення гармонік, які містяться в певній ноті, зумовлює особливість звучання музичного інструмента. В результаті явища резонансу при звучанні різних інструментів виділяються різні гармоніки. Резонанс може виникнути на вищих гармоніках, частота яких у ціле число разів більша від власної частоти структури ноти.

Отже, резонанс є результатом хвильової природи звуку і зумовлює різноманітність звуків у природі. В результаті резонансних явищ прості гармонійні коливання перетворюються в найрізноманітніші звуки: прекрасні мелодії, виконані на скрипці Стра-діварі, звуки мови і, нарешті, шуми заводських машин [Г. Чедд, 1975].

Мелодія - це милозвучно укладена послідовність окремих звуків. Саме слово походить від грецького "мелос", що означає "пісня". Мелодією називають чарівну музику, будь-який приємний звук.

За характером коливальних рухів звуки можна розділити на чисті тони, складні тони і шуми. Чисті тони можна відтворити тільки за допомогою камертона. Крім основних тонів, є додаткові - обертони. Звуки, що складаються з суміші тонів різних частот, у яких неможливо виділити основний тон, називаються шумами.

Ми живемо у світі шумів. Шуми і шарудіння переважають в звуковому фоні. У лісі - це шелест листя, в полі - шум вітру, на березі моря - плескіт хвиль (табл. 1). У природі абсолютної тиші не буває. Людина з дитячих літ повинна тренуватись, щоб чути певні звуки, незважаючи на шуми.

Великі акустичні властивості, скажімо, церков зумовлені тим, що в основі купола та у стінах є отвори - голосники. Голосники - це горловини глиняних горщиків, вмонтованих певним чином та в певному порядку майстрами в товщу кам'яного купола і стін під час будівництва. Вони посилюють ефект ревербації (багаторазове відбиття звуку в закритих приміщеннях).

Діапазон сприйняття людським вухом частот - у межах від 15-16 до 20 000-22 000 Гц. Звуки з частотою вище 20 000- 22 000 Гц належать до ультразвуків. Ці частоти також впливають на організм, хоч і не сприймаються акустичними аналізаторами на свідомому рівні.

Різні частоти діапазону сприймаються вухом нерівномірно. Найкраще чути тони середніх частот, особливо у діапазоні 800-2000 Гц, гірше - крайні частоти діапазону нижчі за 50 і вищі 10 000 Гц.

Таблиця 1

Рівень інтенсивності звукової активності

(виражений в децибелах: число коливань за секунду)

Власна частота коливання барабанної перетинки дорівнює приблизно 1000 Гц, і, впливаючи на неї звуковими коливаннями цієї частоти, маємо найкращий резонанс.

Учені Московського університету довели, що у більшості "приємних" звуків (шум лісу, дощу, моря) основною є^частота 1000 Гц.

Між іншим, ще в давнину знали про лікувальні властивості звуків. До наших днів дійшли монотонні тихі наспіви колискових пісень. Історики інформують, що колись нервові захворювання лікували дзюркотінням струмка.

У Середні віки висоту звуку позначали не частотною характеристикою, а октавою. Октава, як відомо, складається з семи нот: до, ре, мі, фа, соль, ля, сі. Найнижчий звук нашого діапазону дорівнює 16 Гц - "до" субоктави, найвищий - "ре"-"мі^м сьомої октави. Діапазон нашого слуху охоплює близько 16 октав.

Основними частотами, за допомогою яких люди спілкуються між собою, є 500-4000 Гц. Діапазон звуків, які сприймають тварини, значно ширший від людського. Наприклад, кішки сприймають звуки до 40 000 Гц, собаки - ще вище, а кажани використовують звукові радари з частотою 50 000-90 000 Гц. Подібні радари мають дельфіни.

За модуляцією голосу можна робити висновок про психічний стан людини, її поведінку в різних ситуаціях. Адже голос буває теплий і м'який, грубий і похмурий, переляканий і боязкий, урочистий і впевнений, єхидний і улесливий, твердий, живий і ще з тисячею відтінків, які виражають різні відчуття, настрій людини і навіть її думки.

Основними властивостями голосу є: тоновий діапазон, сила, емоційне забарвлення і тембр. Зокрема, сила голосу має велике практичне значення для спілкування на відстані, а співучий голос використовується для виконання творів мистецтва на театральній сцені чи естраді. Під час інтимної розмови сила голосу становить близько ЗО децибел, у гніві - 60. У приміщенні голос оратора повинен мати силу 55, а на відкритому повітрі - 80 децибел. У співаків сила голосу зростає від ЗО до 110 і навіть 130 децибел на віддалі 1 метра від співака. У співучому голосі сильно виражені високі обертони з частотою 2500-3000 Гц, які надають голосу дзвінкого відтінку.

Про неприємний вплив шуму на живі організми було відомо задовго до виникнення таких наук, як акустика і аудіологія.

Максимальним порогом сили звуку для людини є інтенсивність 120-130 децибел, звук такої сили викликає біль у вухах. Так, експериментами встановлено, що коли удари барабана на зразок "там-таму" перевищують 100 децибел, то слухачі впадають у запаморочливий стан.

Шокові властивості звуків (розрізняють за частотою та потужністю) застосовують у певних типах озброєнь різних країн світу.

Цікавий випадок описано у знаменитій "Книзі рекордів Гінеса". 126 децибел - таку силу голосу продемонструвала на змаганнях 14-річна шотландська учениця, яка перекричала злітаючий літак "Боїнг".

Шум - лихо сьогодення. Порятунку немає навіть у власній квартирі: якщо не у вас, то в сусідів увесь час щось та видає постійні шумові звуки, проривається до ваших барабанних перетинок, а через них до серця, мозку, судин, нервів, впливаючи на них.

За даними вчених, у 70 % неврозів винуватцем є шум, гучні звуки, які руйнують своїми децибелами нормальну роботу організму. Шумовий терор призводить до порушень логіки мислення, душевної неврівноваженості, роздратованості. Не менш згубною є нестерпна какофонія і для шлунково-кишкового тракту, органів дихання, що з часом може викликати такі захворювання як гірпотанія, астма, виразка шлунка й навіть різноманітні алергії.

Додайте негативний екологічний стан, вічний цейтнот, зловживання кавою й нікотином, алкогольними напоями, сильнодіючими ліками (як тільки що - пігулка напоготові!), додайте ще на свій розсуд і інші негативні реалії нашого життя - і перед вами постане портрет нашого сучасника, не вельми здорової людини.

Шум є найбільшим забруднювачем у наш час. Його не побачиш, не відчуєш на смак, він без запаху, і до нього неможливо доторкнутись... Наприклад, у загальнонаціональному звіті Японії за 1991 рік зазначалося, що шумове забруднення викликало більше скарг, ніж будь-яка інша форма забруднення навколишнього середовища.

Відколи наше суспільство стало моторизованим, шумове забруднення зросло в тисячу разів. Головним джерелом шуму у містах є двигуни автомашин, які рухаються на малій швидкості.

Шумове забруднення є справді проблемою, яка зростає щораз більше, тому потрібно створити закони, які б його обмежували. В Англії такий закон спрямований проти галасливих сусідів (з 23 до 7 год.) і дозволяє місцевій владі їх штрафувати або навіть конфісковувати аудіоапаратуру.

Найбільше від шуму страждає наше вухо. Пошкодження чутливих нервових клітин внутрішнього вуха може викликати повну втрату слуху. Зокрема, багаторазовий вплив звуків інтенсивністю від 80 до 90 децибел може призвести до поступової втрати слуху. Дуже небезпечний шум панує на рок-концертах. Там можна побачити людей, які скупчилися біля гучномовців у стані заціпеніння. "У мене затьмарилося в очах, все тіло резонувало з ритмом басів, - розповідає один з слухачів, - а від шуму почали боліти вуха".

Постійні шуми від помірного до високого рівня викликають стрес, втому та дратівливість. "Невпинний вплив шуму не лише забирає радість життя, але й може повністю виснажити людину як фізично, так і психічно", - говорить Геральд Флайшер, професор Гессенського університету в Німеччині. Коли шум впливає на людину в стресовій ситуації, то, за словами професора Макіса Теапогаса, він може викликати депресію, а також фізичні хвороби. "Шум притуплює у людини альтруїзм і викликає агресивність та ворожість", - говорив один з учасників кампанії проти шуму (Великобританія). Деякі дослідження проблем здоров'я на виробництві (Великобританія) показали, що шум понад 86 децибелів може завдати шкоди утробному плодові. У майбутньої дитини може бути пошкоджено слух, також можливі гормональні порушення та вроджені вади.

Під дією сильного шуму у людини звужуються кровоносні судини, й тому зменшується приплив крові до органів. Організм реагує на шум, виділяючи гормони, які спричиняють підвищення кров'яного тиску й серцебиття, що іноді призводить до дуже сильної пульсації і навіть стенокардії. На роботі шум не змінить постійного ритму, у якому ви працюєте, але він може вплинути на кількість допущених помилок.

Досліджено, що довготривалий шум викликає стійкий негативний вплив на успішність дітей. У зв'язку з цим S. Cohen, D. Glass, J. Singer [1973] виміряли рівень шуму на різних поверхах будинку і виявили, що на 8-му поверсі він був у 10 разів більшим, ніж на 32-му. У дітей було визначено слухову дискримінацію (нездатність розрізняти подібні за звучанням слова: пар, бар, ложка, лодка...). Чим нижче мешкали діти, тим гіршим виявились їхні результати в тесті.

Мільйони людей України щодня потерпають від гучного шуму як вуличного, так і побутового. Зокрема, із 1500 опитаних киян, які живуть на центральних вулицях, 76 % скаржаться на транспортні шуми, ще 21 % - на побутові загалом. ЗО-40 % населення України живе в умовах акустичного дискомфорту. Скрізь порушуються загальноприйняті санітарні норми допустимого шуму. Наприклад, рівень шуму в квартирах від 7 до 23 год. не повинен перевищувати 55 децибелів, а від 23 до 7 год. - 45 децибелів. На територіях, що прилягають до будинків, гранично допустимий рівень становить відповідно 70 і 60 децибелів.

Збільшення рівня побутових шумів лише на 20 децибелів викликає у людини головний біль, безсоння, нервове збудження. Постійне перебування в зоні акустичного ризику призводить до виникнення гастриту, виразкової хвороби через порушення секреторної і моторної функцій, хронічного тонзиліту. Визначний психіатр Бехтерєв писав, що безугавний вплив понаднормового шуму може викликати приступи епілепсії, а також порушення мови.

Розв'язати шумову проблему на державному рівні сьогодні неможливо. Проте боротись із шумом необхідно і для цього потрібно знати нормативи.

Зокрема, на відкритих майданчиках під час виступу музичних ансамблів допустимий рівень шуму не повинен перевищувати 80-86 децибелів, у спеціально обладнаних концертних залах - 85-90 децибелів у радіусі двох метрів від джерела звуку.

Проте цього не знають ті, хто влаштовують багатотисячні концерти в Києві чи інших містах.

Одним словом, акустична навала триває [О. Коцький-Боб'як, 1999]. І якщо її не зменшити, то невдовзі всі ми шукатимемо тиші, мов ковточка джерельної води у пустелі.

Існують різні методи захисту від шуму. У службових приміщеннях чи вдома корисно застосовувати метод маскування неприємного шуму так званим білим шумом. Наприклад, створення постійного звукового фону (класична музика). З цією метою вчені рекомендують користуватись антишумом - це використання іншого звукового джерела, яке виробляє коливання, що нейтралізують дію шуму. Можна на роботі використовувати протишумові шоломи, подібні до навушників, вони зазвичай дуже ефективні, їхня перевага в тому, що ви й далі чутимете словесні повідомлення й попереджувальні сигнали машин, але з ними важко визначити, звідки походить звук. Заглушки для вух повинні бути правильного розміру, але їх не можна використовувати, якщо у вас є якась вушна хвороба.