Исследовательская работа по физике на тему Влияние инфразвука на организм человека

РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОГО ДЕТСКОГО КОНКУРСА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ТВОРЧЕСКИХ РАБОТ «ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ»

Секция:

МЕДИЦИНА И ЗДОРОВЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ

Тема:

Влияние инфразвука на организм человека

Автор: Филатова Анна

обучающаяся 8«А» класса

Научный руководитель:

Брызгунова Ирина Николаевна,

Гаркушова Ольга Васильевна

учитель физики, учитель химии

Место выполнения работы:

Муниципальное бюджетное

общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная

школа № 12 с углубленным изучением

отдельных предметов»,

г.Старый Оскол,2015 г.

Оглавление

I. Введение

II. Основная часть

III. Выводы, рекомендации. Методы борьбы с инфразвук

IV. Список литературы

V. Приложения

I. ВВЕДЕНИЕ

Идея заняться исследованием инфразвука возникла совершено случайно. Однажды на уроке физики по теме «Инфразвук» учительница рассказала - интересную историю о том как американский физик Р. Вуд ( он прослыл среди коллег большим оригиналом и весельчаком) принес в театр специальный аппарат, изучающий инфразвуковые волны, и, включив его, направил на сцену. Никакого звука никто не услышал, однако с актрисой случилась истерика.

После урока появилась куча вопросов, связанных с инфразвуком, ответы на которые решила найти сама.

И я сразу же принялась за исследование.

Объект исследования:

одноклассники, с которыми проводилось анкетирование, тестирование и выяснялось влияние на них инфразвука.

Методы исследования:

изучение научной литературы, анкетирование, тестирование, социологический опрос.

Цель исследования:

выяснить, подвергаются ли подростки воздействию инфразвука. И, если да, то каков результат его влияния на наши организмы. Довести до сведения учащихся результаты исследований и познакомить с мерами профилактики.

Задачи исследования:

• Установить, подвергаются ли мои одноклассники влиянию инфразвука.

• Довести до их сведения, какие заболевания вызывает воздействие инфразвука на организм человека.

• Помочь принять правильные меры по ограничению влияния инфразвука на их здоровье.

Инфразвук - область колебаний с частотами, лежащие ниже полосы слышимых частот - 20 Гц.

Инфразвук - еще мало изученный фактор произведенной среды, который способен оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека.

Проблема заключается в том, что большинство людей не знают о вредном влиянии инфразвука на организм. И так как инфразвук лежит ниже полосы слышимых частот, человек не видит, не слышит, не ощущает и поэтому не придает значения опасному влиянию инфразвука. Но по мнению ученых, именно инфразвуками, неслышимо проникающими сквозь самые толстые стены, вызываются нервные заболевания жителей больших населенных пунктов.

Гигиеническая проблема, связанная с воздействием инфразвука на организм человека, возникла сравнительно недавно - в 70-е годы. Проведенные российскими и зарубежными учеными многочисленные исследования инфразвука свидетельствуют о том, что он оказывает выраженное неблагоприятное действие на организм человека

II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Характерной особенностью инфразвука в отличие от слышимого и ультразвукового диапазона является большая длина волны и малая частота колебаний (например, при частоте 7 Гц длина волны равна 48,5 м).

Инфразвуковые волны мало поглощаются воздухом, могут свободно огибать препятствия, в результате чего способны распространяться на большие расстояния. Отмеченные особенности инфразвука затрудняют борьбу с ним, поскольку традиционные методы борьбы с шумом с помощью звукоизоляции и звукопоглощения малоэффективны.

Инфрашумы воспринимаются человеком, главным образом, как физическая нагрузка: возникает утомлением, головная боль, головокружение. Инфразвук силой свыше 150 децибел совершено непереносим человеком; при 180 децибелах наступает смерть вследствие разрыва легочных альвеол.

Вредное воздействие инфразвука на организм человека усугубляется при совпадении частоты инфразвуковых колебаний с собственной частотой того или иного органа. Резонансные частоты для человека находятся в диапазоне 4…15 Гц. Инфразвук частотой до 10 Гц вызывает резонансные явления со стороны крупных внутренних органов - желудка, печени, сердца, легких.

Длительное воздействие инфразвука 4…10Гц может вызвать, например, хронический гастрит, колит, сохраняющиеся длительное время после прекращения его воздействия.

Инфразвук с частой 7 Гц совпадает с α-ритмом биотоков мозга, что вызывает нервно-психические явления, такие как чувство тревоги и страха.

«При воздействии на человека повышенных уровней инфразвука наблюдаются затруднения дыхания, связанных, по-видимому, с вибрацией грудной клетки, с резонансными явлениями; тошнота вследствие раздражения рецепторов различных органов; расстройства терморегуляции, выражающие в возникновении озноба и ознобоподобного дрожания; нарушения зрительного

восприятия; многообразные вегетативные реакции, вызванные нарушением функционирования гипоталамуса и другие. Частота различных симптомов, наблюдающихся при кратковременном воздействии инфразвука высокого уровня (120-135 децибел) приведена в таблице»*(см. Приложение I).

Что является источником инфразвука? Инфразвук издается различным оборудованием и возникает при:

• перемещении поверхностей больших размеров;

• наличии мощных турбулентных потоков жидкостей или газов;

• работе машины высокой единичной мощности при сравнительно низком рабочем числе оборотов, ходов или ударов;

• передвижении по местности, агрофону, дорогам, магистралям и т.п.;

• ударном возбуждении конструкций;

• вращательном и возвратно-поступательном движении больших масс с повторением циклов не менее 20 раз/с;

• наличии замкнутых объемов, возбуждаемых динамически (например, кабины наблюдения за технологическим процессом);

• работе крупногабаритных двигателей и рабочих органов машин (например, карьерные экскаваторы);

• грозовых разрядах;

• извержениях вулканов;

• землетрясениях;

• взрывах атомных бомб.

В современном производстве и на транспорте источниками инфразвука являются компрессоры, промышленные вентиляционные установки и системы кондиционирования воздуха, турбины, доменные и мартеновские печи, тяжелые машины с вращающимися частями, двигатели самолетов и вертолетов, реактивные двигатели космических ракет, дизельные двигатели судов и подводных лодок и др. Источниками высоких уровней инфразвука служат и наземные средства транспорта. Например в кабинах движущихся легковых автомобилей уровни инфразвука достигают 100 дБ в диапазоне частот 9...16 Гц при закрытом окне и 110-120 дБ в диапазоне от 2...16 Гц при открытом окне. Максимальные уровни инфразвука в компрессорных, мартеновских цехах, на предприятиях металлургической промышленности (вблизи доменных и сталеплавильных печей) составляют 82...133 дБ со среднегеометрическими частотами 2,4,8 и 16 Гц.

Кто-то, может быть, усмехнется и подумает: "Как далеки от меня все эти источники, ведь я не мартеновец и не летчик и, тем более, не матрос подводной лодки." Но рано отвергать влияние инфразвука на твой организм, даже если ты и не летчик...

Во-первых, инфразвук может распространяться на большие расстояния вследствие незначительного поглощения в атмосфере и способности огибать препятствия. Большие длины волн, свойственные инфразвуку, определяют их выраженную дифракционную способность, а значительные величины амплитуды колебаний позволяют им воздействовать на человека на значительных расстояниях от источника. А во-вторых, есть источники и поближе. Я и большинство моих одноклассников каждый день

по нескольку часов слушаем очень популярную сейчас клубную и рок-музыку, насыщенную многократно усиленными низкими частотами барабанов, бас-гитар, спутниками которой обязательно является инфразвук.

Ход исследования

Для выяснения характера воздействия на моих одноклассников инфразвука я разделила класс на две группы. Первая - контрольная группа. В состав этой группы вошли одноклассники, которые не посещают дискотеки, а если слушают музыку, то негромкую и немного времени.

Вторая - опытная группа. В состав этой группы вошли учащиеся, которые слушают музыку каждый день по 2-3 часа (по дороге в школу и обратно, в свободное время дома, а также при регулярном посещении дискотек). В обе группы вошло по 5 мальчиков и 5 девочек, в возрасте 12-13 лет.

В начале исследования были проведены опрос и тестирование (см. Приложение II).

Результаты тестирования показали, что ребята из контрольной группы предпочитают слушать спокойную музыку с лирическим содержанием, лишь два человека иногда слушают классическую музыку. 70% учащихся из опытной группы слушают рок, 30% - поп-музыку,50% увлекаются «клубняком». Все участники первой группы слушают музыку с умеренной громкостью не более 30 минут в день. Участники же из второй группы "заполняют" все свободное время, даже перемены между уроками в школе (т.е. несколько часов в день), причем громкость звучания слушаемого ими рока - "по максимуму", как выражаются они, так что "колонки подпрыгивают". И что же чувствуют ребята во время и после прослушивания музыки? Ребята из опытной группы откровенно сознались, что у них вибрируют внутренние органы (и это им нравится), они испытывают давление на барабанные перепонки, заложенность ушей. У 60% одноклассников из этой группы после прослушивания музыки наблюдается чувство тревоги и страха, у 80% - усталость и слабость, у 40% - головокружение. Результаты влияния инфразвука во время и после прослушивания музыки (полученные в результате тестирования и анкетирования) приведены в диаграммах (см. приложение IV).

Участники контрольной группы единогласно выбрали ответ г) в четвертом вопросе и ответ б) - в пятом. И, конечно же, они считают, что именно музыка благотворно влияет на них. Причиной плохого самочувствия 60% одноклассников (из опытной группы) считают заболевание, 40% винят большие нагрузки в школе.

Анкетирование было предложено только второй группе, т.к. ребята первой группы не ходят на дискотеки. Неделя исследования была выбрана таким образом, что ребята посетили три дискотеки в неделю (в пятницу - школьный вечер с танцами, в субботу и воскресенье - дискотеки в клубах) (см. Приложение III).

Анализ результатов анкетирования показал, что учащиеся посетили все три дискотеки и находились во время каждой по 3-4 часа (на школьной - 2 часа). Вечером после дискотеки настроение меняется. Сначала приподнятое, веселое, с приятным легким головокружением, потом прямо противоположное: наступает грусть, уныние, часто - нервозность. Большинство участников исследования отмечают, что долгое время не могут уснуть, у некоторых иногда - бессонница или снятся кошмарные сны. Одноклассники опытной группы так же признаются, что в течение первых двух дней проявляется чувство усталости, головная боль, тошнота, головокружение (и уже не очень приятное).

Наблюдения за участниками эксперимента показали контрастное поведение, хотя до начала эксперимента, пока не было деления на группы, такой разницы в поведении не замечали, то есть на этом, просто, не заострялось внимание. Теперь явно видно, что ребята из контрольной группы спокойные, сдержанные, на замечания учителей реагируют адекватно, в общении с одноклассниками предупредительны, дружелюбны.

Учащиеся же из опытной группы ведут себя прямо противоположно: они раздражительны, вспыльчивы, не сдержаны; эти качества они проявляют как в общении с одноклассниками, так и с учителями.

Очень тревожит то, что никто из опрошенных не видит никакого вреда в прослушивании громкой музыки часами, танцами под музыку в стиле рок, громкость которой превышает все допустимые границы.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании анализов тестирования, анкетирования и опроса подростков можно сделать вывод, что они подвергаются воздействию инфразвука в общественных помещениях (в том числе и в школе), в жилых домах, при езде в автобусе, в автомобиле. Но максимальное влияние на свой организм подростки получают на дискотеках и при прослушивании громкой музыки низкой тональности. Они добровольно вредят своему здоровью, потому что плохо осведомлены о вредном действии неслышимых волн на человека, а особенно на растущий организм школьника. Влияние на лицо, симптомы уже наблюдаются. Все мы: и взрослые, и дети должны кричать, бить тревогу о том, что невидимый и неслышимый враг «инфразвук» подбирается к нам со всех сторон, действует на нас, вредит нашему здоровью. Но самое главное - вести с ним борьбу.

Что могут сделать взрослые для того, чтобы оградить нас от влияния инфразвука, который находит нас на улицах, в школах и в наших домах? Наверное, для организации защиты от инфразвука необходимо применять комплексный подход, включающий конструктивные меры снижения инфразвука в источнике образования, планировочные решения, организационные, медицинские меры профилактики.

К основным мероприятиям по борьбе с инфразвуком можно отнести:

• Изоляция объектов, являющихся источниками инфразвука, выделение их в отдельные помещения.

• Использование кабин наблюдения с дистанционным управлением технологическим процессом.

• Повышение быстроходности машин, обеспечивающее перевод максимума излучения в область слышимых частот.

• Применение глушителей инфразвука с механическим преобразованием частоты волны.

• Устранение низкочастотных вибраций.

• Повышение жесткости конструкций больших размеров.

• Введение в технологические цепочки специальных демпфирующих устройств малых линейных размеров, перераспределяющих спектральный состав колебаний в область более высоких частот.

• Использование средств защиты органа слух и головы от инфразвука - противошумов, наушников, гермошлемов и т.д. (заглушающая способность которых на низких частотах значительно ниже, чем на высоких). Для повышения эффективности защиты рекомендуется использовать комбинацию нескольких типов средств индивидуальной защиты, например, противошумные наушники и вкладыши.

• Применение рационального режима труда и отдыха - введение 20-минутных перерывов через каждые 2 часа работы при воздействии инфразвука с уровнями, превышающими нормативные.

Хочется обратить внимание, что все приведенные методы борьбы нацелены на то, чтобы преобразовать колебания низкой частоты в колебания более высокой частоты, тем самым превратить инфразвук в звук слышимого диапазона.

А что в силах нам, детям, чтобы устранить или хотя бы уменьшить влияние инфразвука, по крайней мере, на свой организм. Во-первых, слушать не очень громкую музыку, а главное, чтобы тональность звуков не лежала на границе слышимых и не слышимых волн, т.к. в этом случае музыка обязательно будет сопровождаться излучением инфразвука. Рекомендую слушать классическую музыку, она очень благотворно влияет на психику и здоровье вообще, успокаивает, помогает погрузиться в свои мысли и помечтать. Проверила на себе. После такого пятнадцатиминутного отдыха у меня хорошее настроение, высокая работоспособность, а главное, меньше конфликтов с родителями, я начинаю лучше их понимать. Во-вторых, не посещать те дискотеки, на которых звучит низкочастотная и, можно сказать низкопробная музыка. Поговорить с организаторами дискотек, осведомить их о вредном влиянии инфразвуковых волн, которыми наводнен рок и клубная музыка. Аналогичную работу провести и в школе, т.к. на школьных дискотеках звучит музыка подобного рода.

Давайте же не останемся равнодушными к поднятой проблеме, а примем необходимые меры в борьбе с вездесущим, невидимым врагом. Пусть каждый сделает все, что в его силах и тогда станет лучше мне, тебе и другим, а значит - обществу, частью которого мы являемся.

После завершения работы меня долгое время мучили сомнения. Точны ли полученные результаты? Насколько они близки к истине?

И сколько было радости, когда я нашла научные подтверждения моих исследований.

Ученые проводили опыты с тремя группами мышей. Стоит отметить, что выяснялась реакция мышей не на шум, а именно на звуковые частоты и ритм. Первая (контрольная) группа подвергалась влиянию спокойной музыки. Вторая - слушала классическую музыку на 80-85% максимальной мощности. Третья была помещена в звуковую камеру, где звучала рок-музыка (с присутствием инфразвуковых волн) на 80-85% мощности.

Мыши контрольной и классической групп имели хороший аппетит, спокойный характер и лоснящуюся шкурку. Мыши, слушавшие низкочастотную музыку (рок) не смогли освоить то, что постигли их сородичи. Их шкурка потускнела, некоторые стали чрезвычайно агрессивными, отмечены случаи каннибализма, а некоторые были сонными и невнимательными. Ученые выяснили, что нервные окончания в мозгу мышей, находившихся в камере с рок-музыкой, сильно изношены, неестественно удалены, что было видно и без микроскопа

Давайте же не останемся равнодушными к поднятой проблеме, а примем необходимые меры в борьбе с вездесущим, невидимым врагом. Пусть каждый сделает все, что в его силах и тогда станет лучше мне, тебе и другим, а значит - обществу, частью которого мы являемся.

Список литературы.

1. Беседы по физике, В.А.Блудов, М. «Просвещение», 1998

2. Книга для чтения по физике 7-9, М. «Просвещение», 2001

3. Охрана труда в образовательных учреждениях, А.Мелин, А.К.Маренко, М. «Айрис пресс», 2007

4. Справочник по охране труда. Информационно - сервисный центр г.Краснодар, 2006

5. Факультативный курс физики, О.Ф.Кабардин, М. «Просвещение», 1999

6. Факультативный курс физики, О.Ф.Кабардин, М. «Просвещение», 1999

7. Экология 9, Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник, М. «Дрофа», 1997

8. Энциклопедический словарь юного физика, В.А.Чуянов, М. «Педагогика», 1991

Приложение I

Приложение I.

Приложение II.

Тест

(Разрешается выбирать несколько ответов)

1. Какой стиль в музыке ты предпочитаешь?

а) рок; б) классический; в) поп; г) «клубняк»

2. Какое количество времени ты посвящаешь прослушиванию музыки?

а) 10-30 минут; б) 30-60 минут; в) 1-2 часа; г) более 2 часов.

3. Как громко она звучит?

а) тихо; б) умеренно; в) громко; г) очень громко, дребезжат стекла.

4. Что ты чувствуешь во время прослушивания музыки?

а) ощущение давления на барабанные перепонки;

б) наслаждение;

в) ощущение вибрации тела, внутренних органов;

г) сухость во рту, кожный зуд.

5. Какие ощущения ты испытываешь после прослушивания музыки?

а) головокружение;

б) усталость, слабость;

в) чувство тревоги и страха;

г) чувство радости, приподнятое настроение.

6. Как ты считаешь, чем вызвано твое состояние?

а) у меня какое-то хроническое заболевание;

б) я устал(а) от больших нагрузок в школе;

в) я подолгу слушаю музыку и это отрицательно влияет на мое здоровье и настроение;

г) я слушал(а) спокойную, негромкую музыку, которая благотворно действует на меня.

Приложение III.

Анкета

1. Как часто вы посещаете дискотеку? (Укажите количество раз в неделю).

2. Сколько времени вы находитесь в танцевальном зале?

3. Как вы чувствуете себя в тот же вечер?

4. Как вы засыпаете и спите после дискотеки?

5. Как вы чувствуете себя спустя 1-2 дня после посещения дискотеки?

6. Знаете ли вы о причинах вашего плохого сна и самочувствия после?