Шум – це хаотична сукупність різних за силою і частотою звуків, що заважають сприйняттю корисних сигналів і негативно впливають на людину.
Джерелами шуму є промислові об’єкти, усі види транспорту, будівельні машини, музичні інструменти, групи людей, окремі особи, тощо. Фізична сутність звуку – це механічні коливання пружного середовища (повітря, рідини). Під час звукових коливань утворюються області зниженого і підвищеного тиску, що діють на слуховий аналізатор (мембрану вуха). Основними фізичними характеристиками звуку є: 1) частота f (Гц) − число коливань звукової хвилі за 1 с.; 2) звуковий тиск Р (Па) − різниця між миттєвим значенням певного тиску та тиском в незбуреному середовищі; 3) інтенсивність або сила звуку І (Вт/м2) − потік енергії в будь-якій точці середовища за одиницю часу, що переноситься звуковою хвилею через одиницю площі поверхні (1 м2), яка перпендикулярна до напрямку поширення хвилі; 4) звукова потужність W (Вт) − загальна кількість звукової енергії, що випромінює джерело шуму в оточуюче середовище за одиницю часу. Швидкість поширення звукових хвиль в атмосферному повітрі при нормальних атмосферних умовах (t = 200 С, Р = 1013 гПа), становить 344 м/с. Як було сказано раніше, органи слуху людини сприймають звукові коливання в інтервалі частот від 16 до 20 000 Гц. Але деякі із звуків не сприймаються органами слуху людини: коливання з частотою нижче 16 Гц, які називаються інфразвуком, із частотою вище 20 000 Гц – ультразвуки. У свою чергу звуковий діапазон прийнято підрозділяти на низькочастотний – до 400 Гц, середньочастотний − 400-1000 Гц, високочастотний – більше 1000 Гц. Найменша інтенсивність звуку J0 і найменше значення звукового тиску Р0, які сприймає вухо людини, називається порогом чутності. Порогові значення J0 і Р0 залежать від частоти звуку. У різних людей поріг чутності різний. В зв’язку з тим, що людина найкраще чує звуки в інтервалі частот від 1000 до 3000 Гц, за стандартну частоту прийнято 1000 Гц. При частоті 1000 Гц звуковий тиск Р0 = 2 · 10-5 Па, інтенсивність = 10-12 Вт/м2 – це поріг чутності. При звуковому тиску Рб =2 · 102 Па, інтенсивності Jб = 102 Вт/м2 виникають болісні відчуття в органах слуху людини. Це больовий поріг.
Між порогом чутності і больовим порогом знаходиться ділянка чутності. В ній зміни звукового тиску і інтенсивності звуку, які чує людина, надзвичайно великі і становлять відповідно 107 і 1014 разів, тому оперувати числами, що мають такий великий розбіг, неможливо. А.Г.Белл (винахідник телефону) запропонував використати логарифмічну шкалу, яка дає змогу визначати рівень шуму у відносних одиницях. Тобто вимірювати звуковий тиск і інтенсивність шуму не абсолютними значеннями фізичних величин, а логарифмами відношень цих величин до значення, що відповідає порогові чутності при частоті 1000 Гц (логарифмами відношень цих розмірів до умовного нульового рівня, що відповідає порогові чутливості стандартного тону, частотою 1 000 Гц). Ці логарифми відношень називають рівнями звукового тиску (Lp), інтенсивності (LJ) і виражають в белах (Б). LJ = lg Jб / J0 = lg102 / 10-12 = lg 1014 = 14· lg 10 = 14 Б Оскільки орган слуху людини здатний розрізняти зміни інтенсивності звуку на 0,1 Б, то для практичного використання зручнішою є одиниця, яка в 10 разів менша і називається децибел (дБ), тобто 14 Б = 140 дБ. Поріг дискомфорту (біль у вусі) відповідає звуковому тиску 140 дБ. Шум з рівнем звукового тиску до 30-35 дБ не турбує людину. При дії шуму з рівнем звукового тиску понад 140 дБ може привести до розриву барабанних перетинок, контузії, а при рівні понад 160 дБ – до смерті. Наприклад, шум лісу взимку в тиху погоду оцінюється в 10 дБ, а розмова середньої чутності на відстані 1 м – в 60 дБ. Це не означає, що розмова перевищує за чутністю шум лісу у 6 разів. Відповідно до Бела одержуємо 106 / 101 = 105 = 100000. Ця цифра означає, що розмова середньої чутності “голосніша” за чутність лісу в 100000 разів, що в свою чергу ілюструє основний психофізіологічний закон Вебера-Вехнера: інтенсивність відчуття пропорційна логарифму інтенсивності подразника.
В математичній формі цей закон виражається так: S = C· lg J, де S − інтенсивність (або сила) відчуття; J − величина чинного подразника; C − коефіцієнт пропорційності. Отже використання логарифмічної шкали для вимірювання шуму дозволяє вкладати великий діапазон значень звукового тиску і інтенсивності в порівняно невеликий інтервал від 0 до 140 дБ.
Читайте также: Аналіз зрівноваженості автомобільних двигунів різних схем Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|