Муниципальное
автономное общеобразовательное учреждение
Заводоуковского
городского округа
«Заводоуковская
средняя общеобразовательная школа №2»
(МАОУ
«СОШ № 2»)
Проектно-исследовательская
работа
Тема:
«Влияние шума на живые организмы»
Автор: Хохлова
Полина, учащаяся 10 «А» класса.
Руководитель:
Адамберг Татьяна Петровна, учитель физики.
г.
Заводоуковск, 2016
Содержание:
Введение 5
Глава 1. Теоретическая
часть
1.1. Основы теории
звуковых волн7
1.2. Образование
звука 8
1.3.Восприятие
звука человеком и животными 8
1.4.Влияние шума
на живые организмы 11
Глава 2.
Практическая часть 13
Заключение 14
Список литературы
и Интернет-ресурсы
15
Приложение 16
«Влияние
шума на живые организмы»
Хохлова
Полина Алексеевна,
Россия,
Тюменская область, Заводоуковский городской округ, город Заводоуковск
Муниципальное
автономное общеобразовательное учреждение
«Заводоуковская
средняя общеобразовательная школа №2» 10 класс
Краткая
аннотация
Данная
работа посвящена изучению влияния шума на живые организмы. Мир звуков так
многообразен, богат, красив, разнообразен. Звуковые волны могут быть мощной
силой, приносящей пользу или вред. А между двумя этими крайностями
располагается бесчисленное количество звуков различных длин волн.Для всех живых
организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий
окружающей среды.В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и
непродолжителен.
В
ходе исследований и экспериментов было выявлено, что для всех живых существ
очень вреден шум, от которого он никогда не избавится. А вот музыкальные звуки
– это чудо, которое может очень сильно влиять на все органы живого существа: как
человека, так животных и растения.
«Влияние
шума на живые организмы»
Хохлова
Полина Алексеевна,
Россия,
Тюменская область, Заводоуковский городской округ, город Заводоуковск
Муниципальное
автономное общеобразовательное учреждение
«Заводоуковская
средняя общеобразовательная школа №2» 10 класс
Аннотация
Данное
исследование посвящено изучению влияния шума на живые организмы.
Актуальность
исследовательской работы определяется необходимостью своевременной объективной
оценки состояния акустической среды обитания живых организмов по критерию
шумового загрязнения.Долгое время влияние шума на организм не изучалось, хотя
уже в древности знали о его вреде и, например, в античных городах вводились
правила ограничения шума. В настоящее время, в век научно-технического
прогресса, сильный продолжительный и особенно постоянный шум - скрытый и
опасный враг человека и других живых существ.
Цель:
изучение влияния шума на живые организмы.
В
ходе исследований и экспериментов было выявлено, что для всех живых существ очень
вреден шум, от которого он никогда не избавится. А вот музыкальные звуки – это
чудо, которое может очень сильно влиять на все органы живого существа: как человека,
так и животных.
«Влияние
шума на живые организмы»
Хохлова
Полина Алексеевна,
Россия,
Тюменская область, Заводоуковский городской округ, город Заводоуковск
Муниципальное
автономное общеобразовательное учреждение
«Заводоуковская
средняя общеобразовательная школа №2» 10 класс
Введение
«Экологические
проблемы акустики» в том, что мы живем в мире звуков, они служат нам средством
связи и общения друг с другом. Звук – это упругие волны, распространяющиеся в
газах, жидкостях и твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных.
Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум
прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы. Но
естественные звучания голосов природы становятся все более редкими, исчезают
совсем или заглушаются промышленными транспортными и другими шумами. Звуковых
колебаний становится все больше, и они все сильнее влияют на окружающий мир.
Поэтому, я решила взять эту тему и исследовать влияние звука на живые
организмы.
Актуальность
исследовательской работы определяется необходимостью своевременной объективной
оценки состояния акустической среды обитания живых организмов по критерию
шумового загрязнения. Долгое время влияние шума на организм не изучалось, хотя
уже в древности знали о его вреде и, например, в античных городах вводились
правила ограничения шума. В настоящее время, в век научно-технического
прогресса, сильный продолжительный и особенно постоянный шум - скрытый и
опасный враг человека и других живых существ.
Цель:
изучение влияния шума на живые организмы.
Для
достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1.
Охарактеризовать звук.
2.
Изучить, как образуется и воспринимается
звук.
3.
Пронаблюдать влияние шума на живые
организмы и меры по его устранению.
4.
Провести социальный опрос (анкетирование)
на тему: «Мешает ли шум учебе?».
5.
Выполнить эксперимент по замеру шума в
школе, на улице и в лесу.
Предмет
исследования- живые организмы, а объект- звук.
Гипотеза:
Если, звуки разной частоты оказывают различное влияние на живые организмы, то
наибольший вред на здоровье оказывает шум.
Для
изучения задач использовала следующие методы:
1.
Аналитический.
2.
Описательный.
3.
Социологический.
4.
Экспериментальный.
\
«Влияние
шума на живые организмы»
Хохлова
Полина Алексеевна,
Россия,
Тюменская область, Заводоуковский городской округ, город Заводоуковск
Муниципальное
автономное общеобразовательное учреждение
«Заводоуковская
средняя общеобразовательная школа №2» 10 класс
Глава
1. Теоретическая часть.
1.1.Основы
теории звуковых волн
Звук
— это распространяющееся в виде волн колебательное движение частиц упругой
среды: газообразной, жидкой или твёрдой (то же, что упругие волны). В узком смысле
под звуком имеют в виду колебания, которые воспринимаются органами чувств
животных и человека.Шум- это совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих
на живые организмы, мешающих ихжизни и отдыху. Источник звука- это любое тело,
совершающее колебания частотой от 16 Гц до 2000 Гц. Источники звука бывают
естественные (например, голос, шелест) и искусственные (например, камертон,
струна).Звук с частотой ниже 16-20 Гц называется инфразвуком, выше 20 кГц
-ультразвуком, а самые высокочастотные упругие волны в диапазоне от 109 до 1012
Гц - гиперзвуком.
Единица
громкости звука называется сон. В практических задачах громкость звука принято характеризовать
уровнем громкости, измеряемым в фонах, или уровнем звукового давления,
измеряемых в белах (Б) или децибелах (дБ), составляющих десятую часть бела.
Физические
характеристики звука:
1.
Скорость (v). Звук распространяется в любой среде, кроме вакуума. Скорость его
распространения зависит от упругости, плотности и температуры среды, но не
зависит от частоты колебаний. Скорость звука в газе зависит от его молярной
массы (М) и абсолютной температуры (Т). Как правило, в газах скорость звука
меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях скорость звука меньше, чем в твёрдых
телах. В среднем в идеальных условиях в воздухе скорость звука составляет
340—344 м/с.
2.
Звуковое давление. Распространение звука сопровождается изменением давления в
среде. Именно изменения давления вызывают колебания барабанной перепонки,
которые и определяют начало такого сложного процесса, как возникновение
слуховых ощущений. Звуковое давление (ΔΡ) - это амплитуда тех изменений
давления в среде, которые возникают при прохождении звуковой волны.
3.
Интенсивность звука (I) - это плотность потока энергии, переносимой звуковой
волной. В однородной среде интенсивность звука убывает по мере удаления от
источника звука.
4.
Громкость звука — субъективное восприятие силы звука (абсолютная величина
слухового ощущения). Громкость главным образом зависит от звукового давления,
амплитуды и частоты звуковых колебаний.
1.2.Образование
звука.
Звуки
речи образуются во время выдоха: выдыхаемая из лёгких струя воздуха проходит
через гортань и ротовую полость. Колебаниями воздуха и работой речевого
аппарата (гортань с голосовыми связками, ротовая и носовая полости, нёбо, язык,
губы, зубы) формируется звук.
В
образовании звуков речи участвуют тоны (голос) и шумы. Когда выдыхаемый воздух
проходит в гортани через напряженные голосовые связки, что вызывает ритмические
колебания связок, возникает голос (тон). Шум образуется в ротовой полости,
когда выдыхаемый воздух преодолевает препятствия (щель или смычку), которые
образуются нижней губой или языком при их сближении или смыкании с верхней
губой, зубами или нёбом.
Когда
выдыхаемый воздух без препятствий проходит через гортань между напряженными
голосовыми связками и через ротовую полость, которая может менять свою форму,
образуются гласные звуки. Если выдыхаемый воздух встречает преграду в ротовой
полости, то образуются согласные звуки. В их образовании уже участвует и голос,
и шум. Согласные звуки, в образовании которых участвуют голос и шум, называют
звонкими. Если в создании звука голос преобладает над шумом, то такие звонкие
согласные звуки – сонорные. Глухие звуки создаются только шумом без голоса
(голосовые связки расслаблены, не дрожат).
1.3.Восприятие
звука человеком и животными.
И
для человека, и для животных умение слышать играет жизненно важную роль. Звук
помогает ориентироваться в пространстве. Главной и очень выгодной
характеристикой восприятия является его избирательность, то есть способность из
огромного количества шумов выделить важный и не замечать те звуки, которые не
имеют значения для нашей жизни. На улице мы оборачиваемся, услышав свое имя,
произнесенное незнакомым человеком, или можем спокойно спать под шепот диктора
по телевизору. В процессе эволюции мужчины и женщины выработали
чувствительность к разным звукам, потому что для первых и вторых одни и те же
шумы имеют разное значение. Поясню на примере: мужчины прекрасно различают
пыхтение, скрежет и стук мотора машины, а женщины способны выделить плач своего
ребенка среди сотни других криков.
Восприятие
звука может так же обусловливаться физиологией и восприимчивостью человека. По
типу восприятия люди делятся на тех, кто, в первую очередь, видит эмоциональное
состояние окружающих, тех, кто замечает действия и реакции других, и тех, кто
ориентируется на общую картину мира. И то, что они слышат, определяется их
внутренней предрасположенностью. Чувствительной особе скорее покажется, что
где-то жалобно скулит собака, чем скрипит дверь. Кинестетик, человек действия,
скажет, что кто-то кричит на улице, а не что воет ветер. Ну, а люди с
художественным складом ума в красках опишут, чем был вызван шум и почему он
больше не раздается. При восприятии звука очень важна атмосфера, в которой
находится человек. Одно и то же звуковое сопровождение дома и на работе, днём и
ночью, сегодня и вчера будет восприниматься по-разному. При чём разница эта
может быть от небольшой, до абсолютной.Звуковые низкочастотные колебания не
различимые на слух могут вызывать чувство страха. Ритм музыки может вводить в
транс, и уводить от реального восприятия. Громкий и резкий звук может
раздражать и выводить из себя.
Способность
различать звуковые частоты сильно зависит от конкретного человека: его
возраста, пола, подверженности слуховым болезням, тренированности и усталости
слуха. Человек может различать несколько звуков одновременно благодаря тому,
что в ушной улитке одновременно может быть несколько стоячих волн.
Обычный
человек способен слышать звуковые колебания в диапазоне частот от 16 Гц до 20
кГц. Однако с возрастом верхняя граница этого диапазона уменьшается (см.
приложение 2).
Спроецировать
свои ощущения в окружающий мир помогает человеку и животным то, что звук, как
правило, приходит к правому и левому уху с небольшой задержкой. Если же сигнал
достигает ушей в одно и то же время, мы делаем вывод, что его источник
находится непосредственно перед нами. Пожалуй, самыми точными в определении
места рождения шума являются совы. Полярная правильно угадывает положение мыши
под слоем снега в полметра, ориентируясь только на слуховые ощущения, а ее
коллега, обитающая в Африке, – болотная сова – ловит рыбу в воде темной ночью.
Интересно,
что иногда шумы одной частоты вызывают у нас фантомные ощущения: мы слышим во
внешней среде звуки, которых нет, то есть восприятие нас обманывает. Это
происходит из-за того, что высокочастотные сигналы производят в ухе
дополнительные колебания, аналогичные сигналам низких частот. Такой эффект
используется в акустических системах, например, наушниках, где нет физической
возможности воспроизвести весь звуковой спектр.
То
же самое происходит и в мире животных. В джунглях бурлит жизнь, но, если бы
каждый их обитатель постоянно концентрировался на всех звуках подряд, выделял
бы важные, то не смог бы сосредоточиться на поиске пищи, обустройстве дома и
заботе о потомстве. Из шумового потока звери выбирают лишь нужную информацию. Нас
постоянно окружают такие шумы, которые мы не в состоянии услышать, а животные
без проблем улавливают. Например, дельфины прекрасно слышат человека, разве
что, не понимают, а также воспринимают ультразвуковые волны, частота которых
составляет до 100 кГц. Они издают не просто звуки, а звуки с обозначением
чего-то – сигналы, которые кажутся нам обычным писком. В их лексиконе порядка
180 слов, значение которых ученые пытаются расшифровать с помощью различных
звукоулавливающих приборов. У китов максимум слухового восприятия составляет
140 кГц. Летучие мыши, использующие звук для ориентации в пространстве, слышат
до 120 кГц. Высокочастотные волны распознают бабочки (250 кГц), кузнечики (50
кГц), крысы и мыши (90 кГц), кошки (60 Гц) и собаки (40 Гц).В нижнем же пределе
слышимости эти животные нас тоже уверенно обходят. Например, бабочка различает
звуки частотой от 1 Гц.
Но
у зверей нет такого уникального явления, как синестезия. При синестезии звуки
могут вызывать ощущения от разных органов чувств. Лучше всего изучен феномен
«цветного слуха». Люди, у которых этот вид синестезии, слушают музыку и
непроизвольно видят цветовые вспышки или брызги. Визуальные образы могут накладываться
на реальную картину мира. «Цветовым слухом» обладали разные композиторы,
например, Николай Андреевич Римский-Корсаков и Андрей Николаевич Скрябин. В чем
причина такого необычного восприятия, до сих пор неизвестно.
Кроме
всего прочего, мы обладаем особым видом слуха – музыкальным, мы способны
сочинять мелодии, предварительно прокрутив их в воображении. Это удивительное
свойство помогло уже не слышащему Людвигу ван Бетховену написать Третью
симфонию. Чтобы понять, как звучит музыка, ему не требовалось проигрывать
последовательность нот на пианино, он прослушивал их “в голове”. Как позже
установили физиологи, в момент представления мелодии у человека задействуются
сразу несколько мозговых центров, отвечающих за слуховое восприятие, за эмоции
и за движения. Поэтому у музыкантов порой даже содрогаются кончики пальцев,
словно имитируя бег рук по клавишам.
Животные
же могут лишь научиться играть на отдельных инструментах: наверное, в цирке вам
не раз приходилось видеть собак, исполняющих знаменитый «Собачий вальс». Но эта
их способность основана не на глубоком понимании музыки, не на умении ее
воображать и чувствовать, а на элементарном запоминании последовательности
нажатий на клавиши. Конечно, их мастерство не идет ни в какое сравнение с
нашим, человеческим.
Тем
не менее, сказать однозначно, чей же слух лучше, невозможно. Животные могут то,
чего не можем мы, в силу особенностей жизни, ну а человек имеет свои
неповторимые тайны восприятия мира звуков.
1.4.
Влияние шума на живые организмы.
Шум
– такой же медленный убийца, как химическое отравление. Первые дошедшие до нас
жалобы на шум можно найти у римского сатирика Ювенала (60-127гг.)
Современный
шумовой дискомфорт вызывает у живых организмов болезненные реакции. Шум от
пролетающего реактивного самолета, например, угнетающе действует на пчелу, она
теряет способность ориентироваться. Этот же шум убивает личинки пчел, разбивает
открыто лежащие яйца птиц в гнездах. При воздействии интенсивных звуков коровы
дают меньше молока, куры реже несутся, птицы начинают усиленно линять,
задерживается прорастание семян и даже наступает разрушение растительных
клеток. Не случайно, например, деревья в городе даже в «спальных» районах
погибают раньше, чем в естественных условиях.
Шумовое
загрязнение вызывает нарушение естественного баланса в экосистемах. Шумовое
загрязнение может приводить к нарушению ориентирования в пространстве, общения,
поиска пищи и т.д. В связи с этим некоторые животные начинают издавать более
громкие звуки, из-за чего они сами будут становиться в роли вторичных звуковых
загрязнителей, ещё сильнее нарушая равновесие в экосистеме. Одним из самых
известных случаев ущерба, наносимого шумовым загрязнением в природе, является
многочисленные случаи, когда дельфины и киты выбрасывались на берег, теряя
ориентацию из-за громких звуков военных гидролокаторов (сонаров).
Воздействие
звука, шума на функции организма изучает целая отрасль науки – аудиология. В
настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с
целью выяснения влияния шума на здоровье человека.
Под
влиянием сильного шума, особенно высокочастотного, в органе слуха происходят
необратимые изменения. При высоких уровнях шума слуховая чувствительность
падает через 1-2 года, при средних – через 5-10 лет, то есть снижение
происходит медленно, болезнь развивается постепенно.
Очень
шумная современная музыка притупляет слух, вызывает нервные заболевания. По
статистике сегодня 20 из 150 млн. россиян страдают тугоухостью. Группа ученых
обследовала молодежь, часто слушающую громкую современную музыку. У 20% юношей
и девушек, которые непомерно увлекались рок – музыкой, слух оказался сниженным
так же, как у 85-летних стариков.
Глава 2.
Практическая часть.
Этапы
исследования
|
Работа
с различными источниками информации по теме
|
Сентябрь-ноябрь
2015 года
|
|
Наблюдение
|
Октябрь-ноябрь
|
|
Сопоставление
фактов и статистических данных
|
Декабрь
|
|
Анкетирование
и сравнительный анализ
|
Январь
2016 года
|
|
Проведение
эксперимента по определению уровня шума в разных местах
|
Январь-февраль
|
|
Написание
и оформление работы, составление презентации
|
Март-апрель
|
|
Подготовка
и выступление
|
Апрель
|
В ходе проведения
анкеты, я пришла к следующим выводам:
1. Большая
часть опрошенных учеников 10-ых классов знают о вреде шума, но считают, что
громкая музыка- это не шум, но именно она является одной из причин неприятных
симптомов, таких, как звон в ушах и потеря остроты слуха.
2. Шум
вызывает неврозы, усталость, раздражительность, головную боль, но у некоторых
учеником он не вызывает ничего.
3. Так
же шум мешает сосредоточиться на уроках, получить максимум информации, а на
перемене ученики спокойно отдыхают, так как не обращают внимания на громкие
звуки вокруг.
Данные
измерения уровня шума в школе:
|
1.
Кабинет учащихся старших классов
|
40-65 дБ
|
|
2.
Кабинет учащихся начальных классов
|
40-50дБ
|
|
3.
Школьная перемена у начальных классов
|
90-100дБ
|
|
4.
Школьная перемена учащихся старших
классов
|
70-80дБ
|
|
5.
Обеденная переменаначальных классов
|
80-90дБ
|
|
6.
Обеденная перемена старших классов
|
80-90дБ
|
|
7.
Урок физической культуры начальных
классов
|
100-110дБ
|
|
8.
Урок физической культуры старших классов
|
100-110дБ
|
|
9.
Пришкольная территория
|
20-30дБ
|
В ходе проведения
исследования по измерению уровня шума в школе, я пришла к следующим выводам:
1. Шумовое
загрязнение на пришкольной территории в пределах нормы, так как школа
располагается вдали от оживленных автомобильных дорог и вдали от железной
дороги.
2. Шумовое
загрязнение в коридорах школы на переменах, в столовой, на некоторых уроках
превышает норму.
3. Шум
на уроках, на переменах снижает работоспособность учащихся, вызывает усталость
и головную боль.
Данные
измерения уровня шума в лесу и зоне отдыха:
|
Лес
|
5-10
дБ
|
|
Парк
машиностроителей
|
25-35
дБ
|
|
Колмаковский
парк
|
20-25
дБ
|
|
Улица
Первомайская (центр города)
|
40-50
дБ
|
В ходе проведения исследования по
измерению уровня шума в лесу и зоне отдыха, я пришла к следующим выводам:
1. Шумовое
загрязнение в лесу и зоне отдыха в пределах нормы, поэтому благоприятно влияет
на организм человека.
2. Звуки
леса помогают человеку успокоить нервную систему, снять тревоги.
В ходе проведения данного исследования мы
разработали следующие рекомендации по уменьшению шумового загрязнения:
1. После
умственной работы не рекомендуется слушать тяжелую музыку, т. к. басы
отрицательно влияют на уставший мозг, и часть новой информации может стереться
из памяти.
2. На
улице нельзя слишком громко включать наушники, т. к. на уличный шум, будет
накладываться музыка, и тем самым превысит допустимую норму.
3. Следует
больше времени проводить на природе, так как шумы природного происхождения (шум
морского прибоя, листвы, дождя, журчание ручья и другие) благотворно влияют на
человеческий организм, успокаивают его, навевают целительный сон.
4. Стараться
находится дальше от источника шума. Если невозможно оградить себя от
нежелательного воздействия шума - врачи рекомендуют использованиебирушей.
5. Увеличить
количество зеленых насаждений вокруг и на территории школы, которые будут поглощать
шум.
Список
литературы и Интернет-ресурсы:
1. Прохоров
А. М. Физический энциклопедический словарь. / А. М. Прохоров. – М. : Советская
энциклопедия, 1983. – 929 с.
2. Мерецкий
В. Царство звуков / В. Мерецкий // Живой взгляд. - 2010. - №15. – С.
31-33.
3. Мякишев
Г. Я., Буховцев В. В. Физика. 10 класс: учебник для общеобразовательных
организаций. / Г. Я. Мякишев, В. В. Буховцев. – М. : Просвещение, 2014. – 366
с.
4. Кузнецов
А. Н. Биофизика электромагнитных воздействий. / А. Н. Кузнецов. – М.:
Энергоатомиздат, 1994. – 254 с.
5. Вялышев
А. Шум вокруг нас / А. Вялышев // Наука и жизнь. – 2006. - N 4. - С. 80-87.
