Региональный конкурс учебно-исследовательских работ школьников

Секция физики

Музыкальная лихорадка

Доклад

Выполнен учениками

11 «Б» класса мбоу «сош № 9»

Находкинского городского округа

Горобец Евгенией Алексеевной

Горобец Екатериной Алексеевной

Селиным Алексеем Сергеевичем

Научный руководитель –

учитель физики МБОУ «СОШ № 9»

Находкинского городского округа

Лацкова Людмила Александровна

Владивосток, 2013

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Понятие и основные характеристики звука в физике 4

Глава 2. Приемники звука и гаджеты для прослушивания звука 6

Глава 3. Практические исследования и эксперименты 8

3.1. Экспресс опрос на музыкальные пристрастия 8

3.2. Реакция на музыкальное направление 9

3.3. Громкость звука и длительность прослушивания 10

3.4. Восприятие звука при использовании гаджетов 10

3.5. Музыка и скорость учебной деятельности 11

Заключение 12

Список литературы 13

Приложение 14

Введение

Для человека звук является неотъемлемой частью жизни. Ночасто ли люди задумываются о природе звука? Сколько звуков каждый день воспринимает человеческое ухо? Утром, днем, вечером, ночьюорганизм и подсознаниенаходятся под влиянием "музыки" окружения. Вставая с постели и начиная осознавать действительность, мало кто обращает внимание, что звуки влияют на наше настроение и поведение.

Что наиболее благоприятно или неблагоприятно воздействуют на нейроны мозга? Музыка Моцарта, Чайковского и других классиков иногда помогает сосредоточиться на умственной деятельности, а мешают концентрации и вниманию тяжелые звуки рока, способные у некоторых людей вызвать сильную головную боль.

Звук падающей капли воды, которая с определенной частотой ударяется о небольшую лужицу на дне ванны, способен даже свести человека с ума. А звуки работающей бытовой техники раздражают, мешают сосредоточиться.

Не все задумываются о комфортности звуковой среды, в которой живут. Между тем, звуки нас окружают постоянно, и далеко не все из них положительно влияют на настроение и психику. Особенно это касается жителей мегаполисов: ведь в городах даже ночью очень много различных шумов.

Актуальность темы. Несмотря на постоянный стресс для ушей, многие люди целыми днями слушают различную музыку. Большинство школьников не могут ходить без наушников, в которых играют их любимые музыкальные композиции, другие включают на полную громкость колонки, мешая своим соседям.

Цель работы. Исследовать, как влияют звуковые волны на людей разных возрастов.

Задачи

1. Ввести понятие звука и его основных характеристик с точки зрения физики

2. Изучить устройство и принцип действия приемника звука - уха; гаджетов для прослушивания музыки

3. Оценить влияние гаджетов на здоровье человека

4. Провести опрос о приоритетах в музыке, использование музыкальных гаджетов

5. Провести эксперименты и исследования по влиянию музыкальных направлений, громкости, времени прослушивания музыки на состояние человека

6. Сделать выводы и предложения

Глава 1. Понятие и основные характеристики звука в физике

Звуки бестелесны, мимолетны, с трудом поддаются фиксации. Они есть факт энергии, а не вещества. Они не имеют веса, цвета, ширины. Они принадлежат времени, хотя не могут существовать вне пространства. Конечно, в специальных лабораториях звуки нетрудно делать видимыми, фотографировать, измерять с высокой точностью. Но, во-первых, методы электроакустики, чудеса звукозаписи — завоевание лишь XIX—XX веков. Во-вторых, выражения типа «видимый звук» или «видимая речь»— это всего-навсего метафоры. Видимым оказывается не звучание, а его отображение.А потому даже с физической точки зрения мир звуков остается во многом более сложным для изучения, чем, например, мир красок.

О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться еще с древних времен, замечая, что звук создают вибрирующие в воздухе тела. Отвечая на вопрос: «Какое утверждение верно: всякое звучащее тело колеблется, или всякое колеблющееся тело звучит?», можно сделать вывод, что звуковыми являются колебания только определенных частот. Итак, звуковыми или акустическими называются колебания, частоты которых лежат в интервале от 17 Гц до 20000 Гц.

Звуки, охватывающие диапазон частот до 16 Гц, называются инфразвуками. Эти звуки человеческое ухо не может воспринимать, они возникают при землетрясениях, во время бурь и ураганов, цунами. При помощи достаточно сильных инфразвуков общаются между собой киты. Но если человек не способен слышать инфразвуки - это не значит, что они безопасны для него. Органы человека, как и любое физическое тело, имеют собственную резонансную частоту. Под воздействием звука с этой частотой они могут испытывать внутреннее изменение структуры, вплоть до потери собственной работоспособности. Предполагается, что на этом принципе может быть создано инфразвуковое оружие. Также при совпадении воздействующего звука с ритмами мозга, такими как альфа-ритм, бета-ритм и др., может возникнуть нарушение активности церебральных механизмов мозга.

Звуки, диапазон которых превышает 20000 Гц, называются ультразвуками. Ультразвук в наше время нашел применение во многих отраслях: в медицине (УЗИ), на металлургических заводах (резка металла с помощью ультразвука), при сварке (ультразвуковая сварка) и т. д. Ответить однозначно на вопрос, вреден или полезен ультразвук, не представляется возможным. Данные доводы, безусловно, свидетельствуют о пользе и необходимости ультразвука в жизни практически каждого человека. Если ультразвуковая установка имеет небольшую амплитуду колебаний порядка 85 – 90 децибел (дБ) (децибел – это безразмерная единица, применяемая для измерения некоторых величин, в частности громкости звука), то никаких отрицательных последствий на организм человека и что особенно важно на психическое здоровье не оказывается. Но, стоит поднять интенсивность ультразвука до 120 дБ, приборы, использующие в своей работе данный сигнал, начнут оказывать вредное воздействие на человека (приложение, табл. №1).

Возмущение, распространяющееся в упругой среде под влиянием механических колебаний источника звука, принято называть звуковой волной. Какая это волна? Продольная или поперечная? Оказывается, та и другая!

В газообразных и жидких средах звук распространяется только как продольная волна, а в твердых телах может быть любой. Звуковая волна несет на себе энергию, которую сообщает ей источник звука. Поток энергии, переносимой волной является мерой интенсивности или силы звука. Чтобы вызвать звуковое ощущение волна должна обладать некоторой минимальной интенсивностью, называемой порогом слышимости (0 дБ), однако у разных людей этот порог может отличаться и с возрастом увеличивается. При очень большой интенсивности волны перестают восприниматься как звук, вызывая в ушах ощущение давящей боли – это порог болевых ощущений (130 дБ).

Э то интересно. Энергия, которую переносит звуковая волна, очень мала. Если бы всю эту энергию поглощал стакан с водой в теплоизолированной системе на уровне громкой речи (70 дБ), то вода в нем закипела бы через 30 тысяч лет.

Слушая различные звуки, интенсивность звука мы оцениваем по его громкости, хотя строго говоря, это не одно и тоже. При росте интенсивности в геометрической прогрессии, громкость будет расти только в арифметической. Кроме громкости человеческое ухо неодинаково восприимчиво к звукам разной частоты. Так, человек способен издавать звуки частотой от 70 Гц до 12000 Гц, но наиболее удобными для восприятия считаются звуки с частотой от 1000 Гц до 4000 Гц.

Следует принимать особые меры защиты против появления звуковых колебаний со следующими низкими частотами, потому что совпадение частот приводит к возникновению резонанса и, как правило, к сбою в работе органов.

• 5-30 Гц - резонанс головы

• 19 Гц - резонанс глаз

• 0.5-13 Гц - резонанс вестибулярного аппарата

• 4-6 Гц - резонанс сердца

• 2-3 Гц - резонанс желудка

• 2-4 Гц - резонанс кишечника

• 6-8 Гц - резонанс почек

• 2-5 Гц - резонанс рук (приложение, рисунок 1)

Звук, издаваемый гармонически колеблющимся телом, называется тоном или музыкальным тоном. Именно из таких звуков складывается музыка. К исследованию ее влияния на человеческий организм с учетом возрастных особенностей мы перейдем в следующей части.