Инфразвук: физика и биология

Инфразвук:
физика и биология
Работу выполнила
ученица 9 класса
Карашской о.о.школы
Лунёва Надежда
Основные направления
Цели:
Образовательные
1) изучить природу инфразвука;
2) рассмотреть разновидности
инфразвука в воде и на суше,
их источники;
3)выявить действие инфразвука
на человека.
Развивающие:
1) способствовать развитию
логического мышления,
формированию
информационной культуры.
Воспитательные:
1)развивать эстетический вкус
при оформлении работы.
План:
1. Физика инфразвука
2. Инфразвук в океанах
3. Инфразвук на суше и в
подземных пустотах
4. Биологическое действие
инфразвука
Физика инфразвука
Инфразвуком называется механическое колебание с частотой
менее 20Гц.
Естественный инфразвук возникает повсюду – и в море, и на
суше. Чаще всего исходной причиной его формирования
является ветер. Под землёй инфразвук может формироваться
вследствие так называемых микросейсм (микроколебаний
пород). Для морских условий следует выделить два основных
диапазона инфразвуковых колебаний:
а) 1-20Гц, так называемый «быстрый»инфразвук, т.е.
продольные колебания частотой до 15-17Гц (порог частного
восприятия у людей индивидуален); б) менее 1Гц, включающий
в себя колебания двойственной породы: одновременно и
поперечные (так называемые микробаромы), и продольные
(типичные инфразвуковые).
Инфразвук в океанах
Принципы возбуждения»быстрого»
инфразвука (диапазон 1-20Гц).
Источником этого инфразвука в морских условиях является
приводный слой атмосферы. Генерация происходит вследствие
взаимодействия ветра с взволнованной морской поверхностью.
Сущность этого взаимодействия – срыв вихрей в загребневой
зоне волн. Такой эффект широко известен в физике – за
любым препятствием в потоке воздуха или воды может
возникать цепочка вихрей, которые уносятся с потоком.
В море частотный диапазон генерируемых колебаний зависит
от скорости ветра, параметров волн и ряда других факторов.
По имеющимся оценкам, максимум излучения сосредоточен в
области 4-8Гц.
«Голос моря»
Инфразвук иногда порождается морем, в этом случае его
называют «голос моря». Образуется он обычно во время
шторма в результате периодических сжатий и разрежений
воды.
Инфразвуковой «голос моря» впервые экспериментально был
выявлен В.В.Шулейкиным в 30-е гг. прошлого века. Физическая
интерпретация эффекта была предложена Н.А.Андреевым.
Инфразвуковая волна, так же как и звук слышимого нами
диапазона, распространяется в воде почти в 5 раз быстрее,
чем в воздухе. Поэтому различные морские жители, способные
воспринимать «голос моря», - медузы, ракообразные, морские
блохи и др. – задолго до наступления шторма чувствуют его
приближение. Биологическим источником инфразвука являются
китообразные. Зарегистрирована интенсивность их «выкриков»
в стрессовых ситуациях до 135дБ.
Инфразвук на суше и в
подземных пустотах
В условиях города возникновение «быстрых» инфразвуковых
колебаний преимущественно обусловлено эффектами,
аналогичными морским, т.е. взаимодействием ветра с
препятствиями. Только здесь, в отличии от штормового моря,
препятствия неподвижны – это городские сооружения.
В условиях гор препятствиями являются сами горы. В
метеорологической литературе известен специальный термин
– «горные подветренные волны». Диапазон частот этих волн
включает как «сверхмедленные» колебания (менее 1 Гц), так и
«быстрый» инфразвук (более 1 Гц). Основной интерес у
метеорологов вызывают «сверхмедленные» колебания,
поскольку они свидетельствуют о некоторых процессах. В
частности, горные подветренные волны проявляются в
структуре облачности. Это для метеорологов очень важная
информация. А вот «быстрый» инфразвук в горах практически
не изучается. Хотя он, может быть, более важен для людей,
чем уточнённые прогнозы погоды.
Биологическое действие
инфразвука
Действие инфразвука сравнительно низкой интенсивности
изучалось и на животных, и на человеке. Так, группа под
руководством проф. Н.И.Карповой в 1973г. Проводила
эксперименты по действию инфразвука частотой 10 Гц и
уровнем 136 дБ на организм практически здоровых мужчин в
возрасте от 20 до 25 лет с нормальным слухом при 15минутной экспозиции. Обнаружено существенное изменение
слуховой чувствительности.
Обнаружены существенные изменения в периферическом
кровообращении. Сразу же после начала облучения
возрастала частота сердечных сокращений в среднем на 11
ударов в минуту, а величина кровотока увеличивалась на 2022% в сравнении с исходными данными. Максимальное
артериальное давление увеличивалось незначительно,
минимальное же – в среднем на 9-11мм. Характер сосудистых
изменений свидетельствовал о выраженной наклонности к
расширению сосудов.
Биологическое действие
инфразвука
Выявлены патологические изменения со стороны центральной
нервной системы и внутренних органов при опытах на белых
крысах, которых облучали инфразвуком с уровнем давления
165дБ на частоте 10Гц.Продолжительность облучения – до
50мин.Установленно появление дистрофических изменений в
отдельных отделах головного мозга.
Учитывая прямые и косвенные экспериментальные данные,
можно сделать вывод, что инфразвуковые колебания в морских
условиях являются одним из важнейших факторов,
существенно влияющих на самочувствие и работоспособность
людей.
Биологическое действие инфразвуковых колебаний из
диапазона частот менее 1Гц преимущественно сводится к
появлению признаков морской болезни со всеми
сопутствующими изменениями в центральной нервной системе
и внутренних органах.