Проектная работа

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Лицей №1 города Балакова Саратовской области

                                          Проектная работа по физике  

Шумовое загрязнение

окружающей среды

Автор работы : Чернова Валерия,

ученица 9Д класса  Лицея №1

Научный руководитель:

 Александрова Н.В.

г.Балаково, 2019

Содержание

1.Введение………………………………………………………………….3стр                                                                                                                                 2.Звук.Источники звука. Характеристика звука…………………………3-5стр

3.Влияние звука на человека…………………………………………….5-7стр

4.Экспериментальное исследование: «Влияние разных стилей музыки на человека»…………………………………………………………………..5-7стр                                                                                                                                                                                                                                                       5.Шум. Параметры шума. Виды шума………………………………….7-12стр      

6. Экспериментальное исследование: «Определение уровня шума в разных школьных помещениях»………………………………………………….13стр

7. Выявление очагов акустического загрязнения школы и влияние его на самочувствие  и работоспособность учащихся (социальный опрос)…...13стр                                      

8. Рекомендации для профилактики возможного воздействия шумового

загрязнения…………………………………………………………………14стр

9.Заключение …………………………………………….. ……………….15стр

10.Информационные источники……………………………………………16стр

1.Введение.

Актуальность данной работы заключается в ознакомлении с шумовым загрязнением; разработке советов по профилактике для сохранения здоровья человека. Наша школа находится в зоне интенсивного автомобильного движения, поэтому проблема шумового загрязнения окружающей среды в микрорайоне  школы существует. Эта проблема существует так же и в стенах нашей школы. 

        Объект исследования: шумовое загрязнение окружающей среды.

        Предмет исследования: звук, шум.

        Цель проекта: оценить влияние звука и шума на человека.

Задачи:

1.Изучение теоретического материала   по вопросам звука и шума.

2. Экспериментальное  исследование: влияние музыки на человека (прослушивание рок музыки классической музыки).

3. Экспериментальное  исследование «Определение уровня шума в разных школьных помещениях».

4. Проведение и анализ социологического опроса  «Выявление очагов акустического загрязнения школы и влияние его на самочувствие  и работоспособность учащихся».

5. Представление рекомендаций по снижению рисков шумового загрязнения.

Метод работы:

1.Изучение научной литературы о влиянии шума на живые организмы.

2.Экспериментальные исследования определение.

3.Обработка и анализ полученных данных

2.Звук. Источники звука. Характеристика звука. 

Звук,  в широком смысле - колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах, в узком смысле - явление, субъективно воспринимаемое специальным органом чувств человека и животных. Человек слышит звук  с частотой от 16Гц до 20 000Гц. Физическое понятие о звуке охватывает как слышимые, так и неслышимые звуки. Звук с частотой ниже 16Гц называется инфразвуком, выше 20 000 Гц - ультразвуком; самые высокочастотные упругие волны в диапазоне от 109до 1012-1013Гц относят к гиперзвуку. Область инфразвуковых частот снизу практически не ограничена - в природе встречаются инфразвуковые колебания с частотой в десятые и сотые доли Гц. Частотный диапазон гиперзвуковых волн сверху ограничивается физическими факторами, характеризующими атомное и молекулярное строение среды: длина упругой волны должна быть значительно больше длины свободного пробега молекул в газах и больше межатомных расстоянии в жидкостях и в твёрдых телах. Поэтому в воздухе не может распространяться гиперзвук с частотой 109Гц и выше, а в твёрдых телах - с частотой более 1012-1013 Гц.

Звук – это колебательный процесс, представляющий собой чередующиеся волны сгущения и разряжения упругой среды и волнообразно распространяющийся в этой среде. Любое колеблющееся тело, соприкасаясь с окружающей средой, образует звуковые волны и является источником звука. Волны сгущения приводят к повышению давления в упругой среде, а волны разряжения — к понижению.

Звуки различаются по ряду признаков – это сила звука, частота звука. Чем выше частота колебаний звуковой волны, тем выше звук, который мы слышим.                                                                                                             

Виды звука:

Инфразву́к – звуковые волны имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 16-20000 Гц, то за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают – 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно пределена как 0,001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей Герц, то есть с периодами в десяток секунд.

Ультразвук - это распространяющееся волнообразно колебательное движение, которое совершают частицы среды. Он имеет свои особенности, по которым отличается от звуков слышимого диапазона. Сравнительно легко в ультразвуковом диапазоне получить направленное излучение. К тому же он хорошо фокусируется, и в результате этого повышается интенсивность совершаемых колебаний. При распространении в твердых телах, жидкостях и газах ультразвук рождает интересные явления, нашедшие практическое применение во многих областях техники и науки.

             Гиперзвук — упругие волны с частотами от 109 до 1012—1018 Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от звуковых и ультразвуковых волн. Гиперзвук часто представляют как поток квазичастиц — фононов.
В воздухе при нормальных условиях гиперзвук не распространяется вследствие сильного поглощения. Наиболее существенны взаимодействия гиперзвука с квазичастицами в среде — с электронами проводимости, тепловыми фононами, магнонами.
        Важной характеристикой звука является его спектр, получаемый в результате разложения звука  на простые гармонические колебания (т. н. частотный звука анализ). Спектр бывает сплошной, когда энергия звуковых колебаний непрерывно распределена в более или менее широкой области частот, и линейчатый, когда имеется совокупность дискретных (прерывных) частотных составляющих. Звук со сплошным спектром воспринимается как шум, например шелест деревьев под ветром, звуки работающих механизмов. Линейчатым спектром с кратными частотами обладают музыкальные звуки ( основная частота определяет при этом воспринимаемую на слух высоту звука, а набор гармонических составляющих - тембр звука. В спектре звука речи имеются форманты - устойчивые группы частотных составляющих, соответствующие определённым фонетическим элементам. Энергетической характеристикой звуковых колебаний является интенсивность звука - энергия, переносимая звуковой волной через единицу поверхности, перпендикулярную направлению распространения волны, в единицу времени. Интенсивность звука зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств самой среды и от формы волны. Субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот 1-5кгц.В этой области порог слышимости, т. е. интенсивность самых слабых слышимых звуков, по порядку величины равна 10-12Вм/м2, а соответствующее звуковое давление - 10-5Н/м2. Верхняя по интенсивности граница области воспринимаемых человеческим ухом звук характеризуется порогом болевого ощущения, слабо зависящим от частоты в слышимом диапазоне и равным примерно 1Вм/м2.В ультразвуковой технике достигаются значительно большие интенсивности (до 104 квм/м2).

3.Экспериментальное исследование: Влияние музыки на человека.

Оборудование: аудиозаписи рок музыки; аудиозаписи классической музыки

Условие эксперимента: в эксперименте участвовало 18 человек, от 6 до 77 лет; время прослушивания каждого вида музыки 7 минут; влияние музыки на человека определялось измерением артериального давления и пульса тонометром.

Эксперимент №1

Прослушивание рок музыки (The Unforgiven Metallica, Джеймс Хэтфилд)

Вывод: у 13 человек при прослушивании рок музыки увеличилось значение артериального давления; у 9 человек увеличилось значение пульса; рок музыка оказывает влияние на большую группу людей.

Эксперимент №2

Прослушивание классической музыки (Симфония №40 Соль Минор,  Вольфганг Амедий Моцарт)

Вывод: у 15 человек при прослушивании классической музыки уменьшилось значение артериального давления; у 13 человек уменьшилось значение пульса; классическая музыка оказывает влияние на большую группу людей.

5.Шум. Параметры шума. Виды шума

           В природе мало громких звуков, в основном они тихие, благоприятно воспринимаемые человеком. Шумовое загрязнение окружающей среды случается, когда звуки сливаются и превышают по интенсивности допустимые пределы. Силу звука измеряют в децибелах, и шум более 120-130 Дб уже приводит к серьезным расстройствам человеческой психики и отражается на состоянии здоровья. Шум имеет антропогенное происхождение и повышается с развитием технического прогресса. Сейчас уже даже в загородных домах и на даче сложно спрятаться от него. Естественный природный шум не превышает 35 Дб, а в городе человек сталкивается с постоянными звуками в 80-100 Дб. Шумовой фон выше 110 Дб считается недопустимым и очень вредным для здоровья. Но все чаще с ним можно столкнуться на улице, в магазине и даже дома.

          Самое вредное воздействие оказывают звуки на человека в больших городах. Но даже в загородных поселках можно страдать от шумового загрязнения, вызванного работающими техническими приспособлениями у соседей: газонокосилкой, токарным станком или музыкальным центром. Шум от них может превышать предельно допустимые нормы в 110 Дб. И все же основное загрязнение шумовое происходит в городе. Источником его в большинстве случаев являются транспортные средства. Самая большая интенсивность звуков исходит от автомагистралей, метро и трамваев. Шум в этих случаях может достигать 90 Дб.  

           Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний 

Источники шума    

      Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники шума — различные двигатели и механизмы. Общепринятой является следующая классификация шумов по источнику возникновения:

• механические;
• гидравлические;
• аэродинамические;
• электрические.

Повышенная шумность машин и механизмов часто является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию.

Воздействие шума на человека

     Шумом называются беспорядочные звуковые волны любого происхождения. Они мешают сосредоточиться, вызывают усталость, портят настроение. Постоянный, регулярный или очень громкий шум может спровоцировать развитие серьёзных проблем со здоровьем.

    Вот некоторые из них:

• Нарушения слуха.
• Неврозы.
• Раздражительность.
• Нарушения памяти и способности сконцентрироваться.

• Ухудшение качества восприятия зрительных образов.
• Снижение скорости реакции.
• Повышение артериального давления.
• Нарушения ритмичности сердцебиения.
• Заболевания пищеварительной системы.
• Сокращение общей продолжительности жизни (при регулярном воздействии).

       Больше всего от шума страдают органы, ответственные за восприятие и обработку звуковых волн. В зависимости от интенсивности и громкости помех, слух может нарушаться частично или пропасть на короткий промежуток времени или навсегда.

     Ухо – парный орган, выполняющий функцию восприятия звуков, а также осуществляет контроль равновесия и обеспечивает ориентацию в пространстве. Располагается в височной области черепа, имеет вывод в виде наружных ушных раковин.

Строение уха включает в себя:

• наружный;

• средний;
• внутренний отдел.

Взаимодействие всех отделов способствует передачи звуковых волн, переделанных в нейронный импульс и поступающих в мозг человека. Анатомия уха, анализ каждого из отделов, дает возможность описать полную картину строения слуховых органов.

Строение наружного уха

Эта часть общей слуховой системы представляет собой ушную раковину и слуховой проход. Раковина в свою очередь состоит из жировой ткани и кожного покрова, функционал ее определяется приемом звуковых волн и последующей передачи к слуховому аппарату. Данная часть уха легко деформируется, именно поэтому необходимо максимально избегать любых грубых физических воздействий.

Передача звуков происходит с некоторым искажением, в зависимости от расположения источника звука (горизонтального или вертикально), это помогает лучше ориентироваться в окружающей обстановке. Следующим, за ушной раковиной, находится хрящ внешнего ушного прохода (средний размер 25-30 мм).

Схема строения наружного отдела

                                                                                                                                                                    Для выведения пылевых и грязевых отложений строение имеет потовые и сальные железы. Связующим и промежуточным звеном между наружным и средним ухом выступает барабанная перепонка. Принцип действия перепонки состоит в улавливании звуков из наружного слухового прохода и превращение их в колебания определенной частоты. Преобразованные колебания переходят в область среднего уха.

Строение среднего уха

Отдел состоит из четырех частей – непосредственно барабанной перепонки и слуховых косточек, находящихся в ее области (молоточек, наковальня, стремя). Приведенные составляющие обеспечивают передачу звука в внутреннюю часть органов слуха. Слуховые косточки образуют сложную цепь, осуществляющую процесс передачи колебаний.

   Строение уха среднего отделения также включает в себя евстахиеву трубку, соединяющую данный отдел с носоглоточной частью. Она необходима для нормализации разницы давлений внутри и снаружи перепонки. Если баланс не соблюден, возможно закладывание ушей или разрыв перепонки.

Строение внутреннего уха

       Главная составляющая – лабиринт – сложная конструкция по своей форме и выполняемым функциям. Лабиринт состоит из височной и костной части. Конструкция располагается таким образом, что височная часть находится внутри костной.

 Схема внутреннего отдела

Внутренняя часть содержит слуховой орган под название улитка, а также вестибулярный аппарат (отвечающий за общее равновесие). Рассматриваемый отдел имеет еще несколько вспомогательных частей:

•   полукружные каналы;
• маточку;
• стремя в овальном окне;
• круглое окно;
• барабанную лестницу;
• спиральный канал улитки;
• мешочек;
• лестницу преддверия.

Улитка – костный канал спирального типа, разделяется на две одинаковых части перегородкой. Перегородка в свою очередь разделяется лестницами, соединяющимися сверху. Главная мембрана состоит из тканей и волокон, каждое из которых реагирует на определенный звук. В состав мембраны входит аппарат для восприятия звука – кортиев орган.

Рассмотрев конструкцию органов слуха, можно сделать вывод, что все подразделения связаны в основном со звукопроводящей и звуковоспринимающей частями. Для нормального функционирования ушей необходимо соблюдать правила личной гигиены, избегать простудных заболеваний и травм.

Допустимые нормы шума

Интенсивность шума различных источников

Уровень нормы в жилом помещение

Уровень нормы шума на улице

6.Экспериментальное исследование «Определение уровня шума в разных школьных помещениях»

Оборудование: шумомер(скачанный из App  Store, версия 2.9.1, разработчик: Влад  Полянский)

Условие эксперимента : с помощью шумомера я измеряла уровень шума 3 раза в определенных местах , и средний результат показала в таблице.

Вывод: шум в школе везде превышает норму, кроме пустого учебного кабинета. Больше всего шумового загрязнения в коридоре в школе. Делала замеры в коридоре , когда там было  много людей из многих классов, из-за такого большого скопления людей в коридоре превышена норма в полтора класса.

7.Проведение социологического опроса «Выявление очагов акустического загрязнения школы и влияние его на самочувствие  и работоспособность учащихся.

Цель: Выявление очагов акустического загрязнения школы и влияние его на самочувствие  и работоспособность учащихся.

В анкетировании участвовало 98 человек.

Вывод: большая часть людей не знает о влиянии шумового загрязнения на человека так и на живых организмов в целом. Они не осведомлены как можно уменьшить уровень шума в школе. У людей ухудшается самочувствие после уроков на которых было шумно.

Рекомендации для профилактики возможного воздействия шумового загрязнения

1.Проводить дни релаксации и «профилактические сеансы тишины» 10  минут в день помогут вам избавиться от шумовых перегрузок; быстро восстановиться; 2.Сокращать время контакта с шумом;

3.Уделять внимание защите сна от всякого рода раздражителей;

4.Распространять информацию о звуках, благоприятно влияющих на организм человека(музыкотерапия); чаще бывать на природе , т.к. тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды всегда приятны человеку;

5.Включать телевизор, радио, музыкальный центр, компьютер и др. по необходимости.

Заключение

    Исследование показало, что поднятая мною проблема актуальна  и значима.

Мною была проведено исследование шумового загрязнения в школе, и результаты следующие. Помимо внешнего шумового загрязнения, создаваемого проезжающими машинами, наша школа страдает от внутреннего-«школьного шума».  И если с первым нам остается лишь смириться , то уровень шума на уроках и переменах полностью зависит от самих учеников. Наша задача – обезопасить себя и окружающих от такого небезопасного шумового фона, ведь она сказывается отрицательно на самочувствии и учителей, и учеников, способствует быстрому утомлению.

      Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незаметно. Нарушения в организме обнаруживаются не сразу. Поэтому, принимаясь за уроки, лучше не выключать телевизор или магнитофон , а в перерыве между занятиями, двигаясь под ритмичную бодрую музыку, сбросить усталость. Постоянно слушать музыку через наушники, подросток начинает незаметно для себя глохнуть, доводя ее до опасной отметки.

     На мой взгляд, борьба с шумом охватит людей только в далеком будущем. А пока каждому придется заботиться о себе в одиночку и самостоятельно принимать какие-то меры, чтобы сделать свою жизнь хоть чуточку тише.

Информационные источники:

1. Алексеев С.В. Экология: Учеб. Пособие для учащихся 9 кл. СПб:СМИО Пресс,2004г.
2. Муравьев А.Г. оценка экологического состояния природно-антропогенного комплекса: учебно-методическое пособие.
3. Перышкин А.В. Гуткин Е.М. физика 9 класс. Изд. 7-е, испр., стереотипное – М:»Дрофа»,2003 г .
4. Санитарно эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях(СанПиН 2.4.2.2821-10)
5. http://otvet.mail.ru
6. http://www.ru.wikipedia.org
7. http://fotki.yandex.ru/
8. http://www.vashdom.ru/sanpin/224-218562-96/