Инфразвук и ультразвук вред и польза
Инфразвук – распространяющиеся в воздушной среде колебания с частотой ниже 16 Гц. Низкая частота инфразвукового колебания обусловливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде.
Эффективным способом защиты от инфразвука является уменьшение его в источнике образования.
Это достигается путём:
– повышения быстроходности машин, что позволит перейти в слышимый диапазон звуков;
-повышения жёсткости конструкций;
– устранение низкочастотных вибраций;
– установкой глушителей реактивного типа.
Источниками инфразвука в промышленности являются компрессоры, дизельные двигатели, вентиляторы, ветро-энергоустановки, реактивные двигатели, транспортные средства и др. В природе это землетрясения, извержения вулканов, морские бури, движение большого количества газа, жидкости, при вращательном движении, при ветре в горах. Инфразвук распространяется быстрее звука.
Воздействие на человека.
Действие инфразвука на человека воспринимается как физическая нагрузка:
– нарушается пространственная ориентация,
– возникают морская болезнь,
– пищеварительные расстройства,
– нарушения зрения,
– головокружение,
– изменяется периферическое кровообращение.
При воздействии инфразвука на организм уровнем 110 ÷ 150 дБ могут возникать неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения: нарушения в ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе.
Отмечаются жалобы на:
– головные боли, головокружение, осязаемые движения барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания и работоспособности;
– может появиться чувство страха, сонливость, затруднение речи;
– специфическая для действия инфразвука реакция – нарушение равновесия.
При воздействии инфразвука с уровнем 105 дБ отмечены психофизиологические реакции в форме повышения тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости. Особенно неблагоприятно воздействие на организм человека инфразвуковых колебаний с частотой 4 ÷ 12 Гц.
Средства и методы защиты от инфразвука.
Что же касается инфразвука, то для этого физического фактора воздействия на человека в производственной среде пока не разработаны специфические методы защиты, а также четкие санитарно-гигиенические рекомендации.
К ним следует отнести:
– снижение уровня инфразвука в его источнике;
– увеличение жесткости колеблющихся конструкций;
– применение глушителей реактивного типа.
Ультразвук – колебания свыше 20 кГц, распространяющиеся как в воздухе, так и в жидких и твердых средах.
В зависимости от способа передачи от источника к человеку ультразвук подразделяют:
1. Контактный это ультразвук, передающийся при соприкосновении рук или других частей тела человека с его источником, обрабатываемыми деталями, приспособлениями для их удержания, озвучиваемыми жидкостями, сканерами медицинской ультразвуковой аппаратуры, искательными головками ультразвуковых дефектоскопов (передаётся на руки работающего через твёрдую или жидкую среду).
2. Воздушный это ультразвуковые колебания в воздушной среде (передаётся воздушным путём).
В зависимости от частотного диапазона (от спектра) ультразвук подразделяют на:
– низкочастотный (от 1,12?104 до 1?105 Гц), который передаётся человеку воздушным и контактным путём;
Низкочастотный ультразвук применяется при сварке, пайке, лужении, механической обработке материалов, при кристаллизации металлов, при обезжиривании, при очистке загрязнённых воды и воздуха; в медицине – для резки и соединения биологических тканей, обезболивания, разрушения новообразований, стерилизации инструмента и др.
– высокочастотный (от 1?105 до 1?109 Гц), который передаётся человеку только контактным путём.
Высокочастотный ультразвук применяется в аппаратуре для сбора информации, для контроля, анализа, обработки и передачи сигналов, в дефектоскопии, в радиолокации; в медицине – для диагностики, для лечения различных заболеваний, в офтальмологии, дерматологии и др.
Воздействие на человека.
Ультразвук оказывает существенное влияние на организм человека. Ультразвук способен распространяться во всех средах: газообразной, жидкой и твердой. Нарушает микроокружение мембран клеток, изменяет проницаемость мембран, приводит к возникновению новых синтезов в клетках. Поэтому в организме человека он воздействует не только собственно на органы и ткани, но и на клеточную и другие жидкости.
Длительное систематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. У людей, работающих на ультразвуковых установках, отмечают выраженную астению, сосудистую гипотонию, снижение электрической активности сердца и мозга. Изменения ЦНС в начальной фазе проявляются нарушением рефлекторных функций мозга.
Характерны жалобы на резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове, затруднения при концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, на бессонницу. Контактное воздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, т. е. развиваются периферические неврологические нарушения. Установлено, что ультразвуковые колебания могут вызывать изменения костной структуры с разрежением плотности костной ткани.
Профессиональные заболевания зарегистрированы лишь при контактной передаче ультразвука на руки – вегетосенсорная (ангионевроз) или сенсомоторная полиневропатия рук.
Средства и методы защиты от ультразвука.
Существуют требования по ограничению неблагоприятного влияния контактного ультразвука, а именно:
– при разработке нового оборудования должны предусматриваться меры по максимальному ограничению ультразвука, как в источнике возникновения, так и на пути его распространения;
– запрещается непосредственный контакт человека с рабочей поверхностью источника ультразвука и с контактной средой во время возбуждения в ней ультразвука;
– ультразвуковые искатели и датчики, удерживаемые руками оператора, должны иметь форму, обеспечивающую минимальное напряжение мышц, удобное для работы расположение;
– исключается передача ультразвука другим частям тела кроме рук;
– применение дистанционного управления; приспособления для удержания источника ультразвука или предметов, которые могут служит в качестве твердой контактной среды;
– для защиты рук от неблагоприятного воздействия контактного ультразвука в твердых и жидких средах, а также от контактных смазок необходимо применять нарукавники, рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные);
– использование звукоизолирующих кожухов. Эти экраны изготавливают из листовой стали или дюралюминия толщиной 1 мм, пластмассы (гетинакса) либо из специальной резины.
Вторым по важности из органов чувств (после зрения) является слух. Однако, получая большой объем звуковой информации, мало кто задумывается, чем на самом деле является звук.
Источник изображения: pixabay.com
Как такового звука в природе самого по себе нет, а есть механические колебания упругой среды (воздуха, воды и прочего), которые воспринимаются человеческим ухом и преобразуются мозгом в слышимые звуки. Однако слуховые рецепторы и мозг человека устроены таким образом, что способны преобразовывать колебания среды расположенные в пределах от 16 до 20 000 герц (1 герц это 1 колебание среды в секунду – частота). Эти колебания и являются слышимыми звуками. Однако колебания упругой среды могут проходить с частотой ниже 16 Гц и выше 20 кГц. Такие колебания неслышимы для человека, но могут оказывать на него различное влияние. В первом случае звуковые колебания имеют низкую частоту и называются инфразвуком, во втором варианте колебания высокой частоты именующиеся ультразвуком.
Инфразвук
Инфразвуковые волны обладают малой частотой и могут распространяться на очень большие расстояния. Средой его распространения являются обычно воздух, вода, земная кора. Источники инфразвука самые различные – это землетрясения, ядерные взрывы, ветер, гром, вентиляторы и автомобили, человеческое тело (органы человека излучают волны различной частоты), часть криков животных. Затухает инфразвук слабо, гасить его могут крупные объекты вроде скал иди больших зданий.
«Голос моря» — инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря из-за вихреобразования за волновыми гребнями при воздействии на них сильного ветра. Источник изображения: wikimedia.org
Одним из проявлений инфразвука является так называемый “Голос моря”, низкочастотные звуки иногда слышимые отдельными людьми. Они возникают при сильном ветре дующем над морской поверхностью. В такой ситуации за гребнями волн возможно образование вихрей, они-то и порождают инфразвук. Способность инфразвука распространяться на большие расстояния позволяет предсказывать такое грозное явление как цунами.
Воздействие инфразвука на человека и животных
Поскольку различные органы человеческого организма и животных имеют собственную частоту функционирования (тоже входящую в инфразвуковой диапазон), то вполне логичным будет предположение о взаимодействии внешнего инфразвука с органами человека и животных. Кроме того, слуховые органы человека и различных представителей животного мира между собой различаются очень сильно, так что можно ожидать от части животных способность слышать неслышимый для человека инфразвук.
Медузы чувствуют инфразвук, возникающий во время шторма. Источник изображения: iexplore.com
На самом деле индикатором приближающегося шторма или цунами могут служить медузы. Они способны слышать инфразвук в пределах от 8 до 13 Гц. Звук в воде распространяется гораздо быстрее и на бОльшие расстояния, чем в воздухе. Шторм или цунами начались за сотни километров, придут к побережью часов через 15-20, но медузы уже его почувствовали и ушли с поверхности моря на глубину. Уход медуз практически наверняка связан с предстоящими большими волнами.
Группа Эда Уолша из Омахи зафиксировала, что бенгальские, суматранские и уссурийские тигры издают инфразвук “слышимый” на расстоянии в несколько километров. Предполагается, что таким образом тигры могут обмениваться между собой информацией.
Слоны могут общаться друг с другом посредством инфразвуковых сигналов. Источник изображения: www.kotafoundation.org
“Телепатия” слонов, о которой рассказывали некоторые известные ученые, также нашла свое подтверждение благодаря недавно доказанному обмену данных между слонами посредством инфразвука. Давно установлено, что морские млекопитающие могут передавать друг другу информацию находясь на расстоянии в сотни километров. Раньше полагали, что передача осуществляется исключительно ультразвуком, но и инфразвук, как выяснилось, вносит свою лепту.
Человек не слышит инфразвуки по определению, но это не значит, что человеческий организм его не ощущает. Экспериментально доказано во время подготовки космонавтов к полетам, что облучаемые инфразвуком с частотой 4-8 Гц люди хуже решают задачи по математике. Также при этой частоте наступает явление резонанса, представляющее угрозу здоровью, в брюшной полости человека.
Инфразвук негативно влияет на состояние здоровья человеческого организма. Источник изображения: defense.gouv.tg
Самый сильный резонанс имеют легкие и сердце. Когда частоты внешнего инфразвука и колебаний этих органов совпадают, то вследствие резонанса возможна остановка сердца или повреждения легких. При воздействии инфразвука на мозг наблюдается его влияние схожее с действием алкогольных напитков. При этом работа мозга резко угнетается.
Из других эффектов звукового воздействия на человека отмечается падение артериального давления, сбой дыхания, увеличенная утомляемость, рвота и судороги.
Спорадическое появление кораблей с мертвыми экипажами или необъяснимо брошенными своей командой (“Летучих голландцев”), многие объясняют инфразвуком, возникшем в океане. Одна из самых популярных версий связанных с исчезновением смотрителей маяка на острове Эйлин Мор также связана с воздействием на персонал инфразвука порожденного морем.
Инфразвуковое оружие
Постер к к/ф “Белый шум”. Источник изображения: movie.hu
Поскольку инфразвук негативно воздействует на человека, то идея попробовать использовать его, как военное средство выглядит заманчиво. Во время Второй Мировой войны германские специалисты создали инфразвуковую пушку Luftkanone, целью которой являлось уничтожение самолетов союзников. Чтобы убедить руководство люфтваффе в эффективности своего оружия, его создатель Циппермайер провел показательный эксперимент, на котором была расщеплена доска толщиной 10 см. Однако дальнейшие эксперименты не дали внятного эффекта, военного применения оружие не нашло.
Инфразвуковое оружие — оружие, использующее в качестве поражающего средства достаточно сильный инфразвук. Источник изображения: www.nautilus.org.pl
В дальнейшем, перспективы развития инфразвукового оружия интересовали военных нескольких стран, но о прорыве в этой области никто пока не заявлял. Правда есть сведения, что во время атаки Югославии войсками НАТО применялись опытные образцы инфразвукового оружия, но о результатах воздействия ничего не известно.
P.S. Именно воздействием инфразвуковой пушки на водителя некоторые исследователи объясняют автокатастрофу, приведшую к гибели леди Дианы и Доди аль Файеда. В этом случае стены тоннеля, в котором произошла авария, могли выступить в качестве резонатора.
Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП. Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Ухо человека может улавливать такие звуки, частота которых варьирует в пределах от 16 до 20000 колебаний в течение секунды.
Инфразвук – это низкочастотная звуковая волна (то есть с частотой ниже 16 колебаний), ультразвук – высокочастотная звуковая волна с частотой свыше 20 тысяч колебаний. Они не воспринимаются человеческим слуховым аппаратом, и для их обнаружения требуется использование специальных приборов.
Именно огромное число исследований, в которых анализировались признаки звуковой волны и воздействие ультразвука способствовало возникновению предпосылок, позволивших использовать ультразвук в больших масштабах в различных промышленных отраслях, в выпуске отдельных лекарственных средств, в медицине, физике, современной военной технике, биологии, народном хозяйстве и повседневной жизни. Рассмотрим подробнее влияние на организм человека ультразвука.
Что такое ультразвук?
Влияние ультразвука и инфразвука на организм человека уникально. Ультразвук является звуковой волной с высокой частотой, которая может распространяться в твердых материалах, в жидкости и в газообразной среде, что обусловлено влиянием упругих сил. Происхождение ультразвука может быть как естественным, так и искусственным. Так, в природе существуют органы чувств, которые позволяют воспроизводить и получать колебания, сформированные ультразвуковой волной, например у дельфинов, летучих мышей, бабочек, китов, саранчи, кузнечиков, сверчков, отдельных видов рыб и птиц.
Благодаря этому они способны прекрасно ориентироваться в пространстве, включая ночное время, а также общаться с сородичами. Дельфины и киты могут посылать необходимые сигналы на десятки тысяч километров. Кроме того, ультразвук способны улавливать собаки и кошки. На интенсивность и скорость распространения ультразвука непосредственно воздействуют признаки того вещества, в котором он передается: если он удаляется от источника, находящегося в воздухе, то звук довольно быстро ослабевает. В жидкостях, а также при прохождении сквозь твердое вещество сила ультразвука уменьшается медленно. Каково действие на организм человека ультразвука?
Отличие от обычного звука
От обычного звука он отличается тем, что распространяется во всех направлениях от источника. Ультразвук по сути своей является волной в форме узкого луча. Такие особенности позволяют применять его для исследования морского и океанского дна, обнаружения затонувших кораблей и подводных лодок, а также различных препятствий, находящихся под водой, и точного расстояния.
Но при распространении в воде ультразвуковые волны могут причинить вред тем организмам, которые в ней обитают. Под влиянием ультразвука у рыб нарушается чувство равновесия, они всплывают к поверхности воды вверх животом, и поэтому не могут принять свое нормальное положение. Если воздействие ультразвука интенсивное и продолжительное, превышает допустимые пределы, то в конечном итоге это станет причиной очень серьезных повреждений и даже смерти рыб. Если же его влияние временное, а интенсивность не слишком высокая, после прекращения его образ жизни и поведение рыб возвращаются в привычные рамки.
Влияние на организм человека ультразвука
Ультразвук воздействует на организм человека аналогичным образом. Во время проведения эксперимента в сложенную в форме чаши ладонь наливали воду, после чего испытуемый погружал ее в ультразвуковое пространство. При этом у него отмечались болезненные неприятные ощущения. Какое влияние ультразвука на организм человека, знают не все.
Стоит отметить, что сущность биологического влияния ультразвука до настоящего времени все еще не изучена до конца. Но с большей вероятностью оно основывается на локальных давлениях, возникающих в тканях, а также местном тепловом эффекте, который связан напрямую с поглощением энергии, происходящим при подавлении вибраций. Так как газообразная и жидкая среды способны отлично поглощать ультразвук, в то время как твердые вещества его проводят, скелетная система тела человека также представляет собой хороший проводник. Ультразвуковое воздействие в организме человека в первую очередь провоцирует появление термического эффекта, являющегося следствием энергетической трансформации волны ультразвука в тепло. Что еще нужно знать про ультразвук и его влияние на организм человека?
Стимулирует кровообращение
Помимо этого, он становится причиной микроскопических растяжений и сжатий ткани (это называется микромассажем), а также стимулирует кровообращение. В связи с этим происходит улучшение функционирования разных тканей организма человека и кровотока. Кроме того, ультразвук может оказывать стимулирующее влияние на протекание процессов обмена и рефлекторно-нервное действие. Он способствует изменениям не только в органах, на которые воздействует, но также на другие органы и ткани.
Вред интенсивного влияния
При этом интенсивное и продолжительное влияние разрушает клетки и приводит к их гибели. Связано это с тем, что в жидкостях организма под воздействием ультразвука формируются полости (такое явление называется кавитацией), из-за чего происходит отмирание тканей. Волна ультразвука способна также разрушить многие микроорганизмы, а это способствует инактивации таких вирусов, как энцефалит либо полиомиелит. Влияние ультразвука на белок вызывает нарушение структуры составляющих его частиц и дальнейший их распад. Кроме того, он разрушает в крови эритроциты и лейкоциты, ее свертываемость и вязкость значительно повышаются, также происходит ускорение РОЭ. Волна ультразвука угнетающе воздействует на клеточное дыхание, снижает количество кислорода, потребляемого ею, становится причиной инактивации ряда гормонов и ферментов.
Так что влияние на организм человека ультразвука все же не очень хорошее.
Последствия для человеческого организма
Высокоинтенсивный ультразвук может вызвать такие последствия у человека:
– появление усиленного болевого синдрома;
– облысение;
– гемолиз;
– помутнение хрусталика и роговицы глаза;
– увеличение содержания молочной и мочевой кислоты, холестерина в крови;
– небольшие кровоизлияния в ряде органов и тканей организма;
– значительные дефекты со стороны слуха;
– патологическое формирование и разрушение костной ткани;
– разрушение нервных клеток и клеток Кортиева органа. Это основные заболевания, вызванные воздействием ультразвука.
В результате продолжительного влияния ультразвука появляются чрезмерная сонливость, головокружения, высокая утомляемость, симптомы вегетососудистой дистонии (расстройства сна, дефекты памяти, апатия, нерешительность, уменьшение аппетита, пугливость, склонность к состоянию депрессии и т. п.).
Где чаще всего применяется воздействие ультразвука на организм?
Использование ультразвука в области медицины
Терапевтическое влияние ультразвука обусловлено способностью его к проникновению в ткани, их прогреванию и микромассажу. Необходимо отметить, что ультразвук, вероятно, обладает рядом специфических особенностей воздействия, поскольку глубокое прогревание тканей достигается и посредством других методик, но положительный эффект в некоторых случаях наступает только после использования ультразвука.
С учетом рефлекторного механизма можно использовать ультразвук не только для того, чтобы он прямо воздействовал на эпицентр боли, но также для влияния косвенного.
Благодаря свойствам, указанным выше, ультразвук при ряде условий способен оказывать бактерицидное, спазмолитическое, противовоспалительное и болеутоляющее действие. Использование ультразвука может сочетаться с другими терапевтическими приемами. Из-за повышенной биологической активности необходимо соблюдать осторожность при лечении ультразвуком. Положительные результаты при его терапевтическом применении получены в ряде заболеваний. Очень эффективен он при лечении невралгий, миальгий, невритов ампутированных конечностей, периартритов, артритов и артрозов. Вреден ли ультразвук для человека, интересно многим.
Общее воздействие
Общее воздействие ультразвука на человеческий организм подтверждается, в частности, тем, что при поражении ряда суставов зачастую достаточно ограничиться терапией какого-либо из них, поскольку при этом отмечается параллельное улучшение остальных суставов. Положительные результаты были получены при лечении с помощью ультразвука спондилитов, болезни Бехтерева, варикозных, вяло гранулирующих и трофических язв, облитерирующих эндартериитов.
Существуют отдельные указания о положительном использовании ультразвука при бронхиальной астме, язве двенадцатиперстной кишки и желудка, бронхоэктазиях, легочной эмфиземе, болезни Меньера и отосклерозе. Есть также наблюдения, которые свидетельствуют о том, что предварительное кожное озвучение усиливает эффективность облучения рентгеном.
Противопоказания к использованию ультразвука
Запрещается озвучивать половые органы, растущие кости, опухоли, сердечные области (это может стать причиной стенокардии). При гипертонической болезни, легочном туберкулезе, беременности, гипертиреозе, изменениях паренхиматозных органов использование ультразвука тоже противопоказано. Если применять его во все более широких масштабах, то необходимо организовать тщательное наблюдение за пациентами, которые контактируют с ультразвуком, чтобы выявить ранние симптомы заболевания и вовремя провести требуемые профилактические и лечебные мероприятия. Также есть данные о положительном влиянии ультразвука на некоторые формы неврита и рака. Но еще не определена с точностью ширина безопасной области между положительным и повреждающим воздействием.
Мы рассмотрели влияние на организм человека ультразвука.