Логотип Автор24реферат
Задать вопрос
Реферат на тему: Последствия действия ультразвука и инфразвука и вибрации на организм человека
34%
Уникальность
Аа
30849 символов
Категория
Ядерные физика и технологии
Реферат

Последствия действия ультразвука и инфразвука и вибрации на организм человека

Последствия действия ультразвука и инфразвука и вибрации на организм человека .doc

Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также промокод Эмоджи на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.

Введение
Стоит начать с того, что шум, вибрация и ультразвук объединяются общим принципом их образования: все они являются результатом колебания тел, передаваемого непосредственно или через газообразные, жидкие и твердые среды. Отличаются они друг от друга лишь по частоте этих колебаний и различным восприятием их человеком. Колебания с частотой от 20 до 20000 Гц (герц – единица измерения частоты, равная одному колебанию в секунду), передаваемые через газообразную среду, называются звуками и воспринимаются органами слуха человека как звуки; беспорядочное сочетание таких звуков составляет шум. Колебания ниже 20 Гц называются инфразвуками, а выше 20000 Гц – ультразвуками; они органами слуха человека не воспринимаются, однако оказывают на него влияние. Некоторые же животные, например, собаки, воспринимают на слух более высокие колебания, то есть ультразвук. Колебания твердых тел или передаваемые через твердые тела (машины, строительные конструкции и т. п.) называются вибрацией. Вибрация воспринимается человеком как сотрясение при общей вибрации с частотой от 1 до 100 Гц, а при локальной (местной) - от 10 до 1000 Гц (например, при работе с виброинструментом).
Четких границ между шумом, ультразвуком и вибрацией не существует, поэтому на пограничных частотах обычно имеет место воздействие на человека двух, а иногда и всех трех вышеуказанных факторов. Длительное воздействие шума большой интенсивности приводит к патологическому состоянию слухового органа, к его утомлению. Утомление может постепенно перейти в тугоухость и глухоту, обнаруживаемые через несколько лет работы. Ухо человека может улавливать такие звуки, частота которых варьирует в пределах от 16 до 20000 колебаний в течение секунды. И инфразвук, и ультразвук – они не воспринимаются человеческим слуховым аппаратом, и для их обнаружения требуется использование специальных приборов. Именно огромное число исследований, в которых анализировались признаки звуковой волны и воздействие ультразвука способствовало возникновению предпосылок, позволивших использовать ультразвук в больших масштабах в различных промышленных отраслях, в выпуске отдельных лекарственных средств, в медицине, физике, современной военной технике, биологии, народном хозяйстве и повседневной жизни. Тем не менее, несмотря на то, что и вибрация, и ультразвук, и инфразвук – это часть современной жизни, все эти три источника могут оказывать негативное влияние на организм человека, что обуславливает актуальность нашей темы.
Целью работы является рассмотрение последствий действия ультразвука, инфразвука и вибрации на организм человека.
Задачи работы:
1. Изучить и систематизировать научно-методическую литературу по рассматриваемой теме;
2. Представить общую характеристику ультразвука, инфразвука и вибрации;
3. Проанализировать влияние ультразвука, инфразвука и вибрации на организм человека.
1. Общая характеристика ультразвука, инфразвука и вибрации
Ультразвук (УЗ) – упругие звуковые колебания высокой частоты. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16-20 кГц; колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук (за пределом слышимости). Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до миллиарда Гц. Звуковые колебания с более высокой частотой называют гиперзвуком. В жидкостях и твердых телах звуковые колебания могут достигать 1000 ГГц В природе УЗ встречается как в качестве компоненты многих естественных шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, в шуме гальки, перекатываемой морским прибоем, в звуках, сопровождающих грозовые разряды, и т. д.), так и среди звуков животного мира. Некоторые животные пользуются ультразвуковыми волнами для обнаружения препятствий, ориентировки в пространстве [6].
Ультразвуковые волны по своей природе не отличаются от волн слышимого диапазона и подчиняются тем же физическим законам. Но, у ультразвука есть специфические особенности, которые определили его широкое применение в науке и технике. Вот основные из них [8]:
1. Малая длина волны. Для самого низкого ультразвукового диапазона длина волны не превышает в большинстве сред нескольких сантиметров. Малая длина волны обуславливает лучевой характер распространения УЗ волн. Вблизи излучателя ультразвук распространяется в виде пучков по размеру близких к размеру излучателя. Попадая на неоднородности в среде, ультразвуковой пучок ведёт себя как световой луч, испытывая отражение, преломление, рассеяние, что позволяет формировать звуковые изображения в оптически непрозрачных средах, используя чисто оптические эффекты (фокусировку, дифракцию и др.);
2. Малый период колебаний, что позволяет излучать ультразвук в виде импульсов и осуществлять в среде точную временную селекцию распространяющихся сигналов;
3. Возможность получения высоких значений энергии колебаний при малой амплитуде, т.к. энергия колебаний пропорциональна квадрату частоты. Это позволяет создавать УЗ пучки и поля с высоким уровнем энергии, не требуя при этом крупногабаритной аппаратуры;
4. В ультразвуковом поле развиваются значительные акустические течения. Поэтому воздействие ультразвука на среду порождает специфические эффекты: физические, химические, биологические и медицинские. Такие как кавитация, звукокапиллярный эффект, диспергирование, эмульгирование, дегазация, обеззараживание, локальный нагрев и многие другие.
5. Ультразвук неслышен и не создаёт дискомфорта обслуживающему персоналу.
Многообразные применения ультразвука можно условно разделить на три направления [8]:
- получение информации о веществе
- воздействие на вещество
- обработка и передача сигналов
Зависимость скорости распространения и затухания акустических волн от свойств вещества и процессов в них происходящих, используется в таких исследованиях:
- изучение молекулярных процессов в газах, жидкостях и полимерах;
- изучение строения кристаллов и других твёрдых тел;
- контроль протекания химических реакций, фазовых переходов, полимеризации и др.;
- определение концентрации растворов;
- определение прочностных характеристик и состава материалов;
- определение наличия примесей;
- определение скорости течения жидкости и газа.
Информацию о молекулярной структуре вещества даёт измерение скорости и коэффициента поглощения звука в нём. Это позволяет измерять концентрацию растворов и взвесей в пульпах и жидкостях, контролировать ход экстрагирования, полимеризации, старения, кинетику химических реакций. Точность определения состава веществ и наличия примесей ультразвуком очень высока и составляет доли процента.
Говоря об инфразвуке, нужно сказать, что инфразвук – упругие волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. За верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16-25 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0.001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десяток секунд. Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же, как и у слышимого звука, поэтому инфразвук подчиняется тем же закономерностям, и для его описания используется такой же математический аппарат, как и для обычного слышимого звука (кроме понятий, связанных с уровнем звука). Инфразвук слабо поглощается средой, поэтому может распространяться на значительные расстояния от источника. Из-за очень большой длины волны ярко выражена дифракция.
Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах, вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Поскольку инфразвук слабо поглощается, он распространяется на большие расстояния и может служить предвестником бурь, ураганов, цунами. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды [4].
В процессе трудовой деятельности большинство контактов человека и инфразвука (ИЗ) происходит именно в пространстве, ограниченном жесткими стенками. С физической точки зрения все многообразие помещений может быть сведено к резонаторам двух типов: резонатору типа Гельмгольца и резонатору типа труба. Таким образом, человек, в силу привычки или служебной необходимости находящийся в той или иной части помещения, будет контактировать с различными физическими компонентами распределенной в пространстве помещения акустической волны.
Вибрация же, это малые механические колебания, возникающие в упругих телах. В биологии и медицине с вибрацией обычно связывают механическое колебательное движение тела, отдельных органов или тканей, возникающее под воздействием внешних факторов. Гармоническое колебание – простейшая форма вибрации – рассматриваемая точка конструкции смещается в заданном направлении от положения равновесия в зависимости от времени по синусоидальному закону. Период колебания – время, в течение которого материальное тело совершает одно полное колебание. Частота колебания – число полных колебаний за единицу времени. За единицу частоты принято одно колебание в секунду-Герц. Естественным источником вибрации являются штормы, землетрясения. Искусственными – различные двигатели, транспортные средства, акустические системы, виброинструменты и т.д. [8]
Передаваясь через арматуру, почву, перекрытия, воду, атмосферу вибрация может распространяться на значительные расстояния и достигать отдельных участков тела человека или воздействовать на всего человека, вызывая локальное или общее воздействие (локальная или общая вибрация). Частота колебаний, способных вызвать у человека наибольшее специфическое вибрационное ощущение, обычно лежит в области до 8000 Гц. Биологический эффект действия вибрации определяется локальной интенсивностью энергии колебаний, вызывающей в тканях переменные напряжения: сжатия и растяжения, сдвиг от естественной оси покоя, кручения и изгибы тканей и жидкостей. Вибрация облегчает циркуляцию жидкости, может вызывать распад молекул в клеточной протоплазме, интенсифицирует ферментативные реакции, увеличивает проницаемость клеточных мембран, способна вызывать перестройки в хромосомном аппарате клеток.
2. Эффект действия ультразвука, инфразвука и вибрации на организм человека
Ультразвук оказывает сложное и выраженное биологическое действие, сущность которого еще недостаточно выяснена. Это действие, по-видимому, в основном зависит от создаваемых в тканях огромных местных давлений и от местного теплового эффекта, связанного с поглощением энергии при глушении вибрации. Жидкие среды и газы поглощают ультразвук, а твердые тела хорошо его проводят. Кости также являются хорошими проводниками ультразвука. При воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло. Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани. Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервно-рефлекторное действие. Под влиянием ультразвука изменения отмечаются не только в органах, подвергшихся воздействию, но и в других частях организма. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей [2].
Разрушающее действие ультразвука связано, по-видимому, с явлением кавитации – образованием полостей в жидкости, что приводит к гибели тканей и смерти экспериментальных животных. Микроскопические кавитационные пузырьки были обнаружены в межклеточных пространствах животных тканей под влиянием ультразвуковых волн большой интенсивности. Многие микроорганизмы могут быть разрушены ультразвуком. Так, он инактивирует вирус полиомиелита, энцефалита и др. Стрептококки после воздействия ультразвуком хуже фагоцитируются. Воздействие ультразвуковых волн на белки приводит к серьезным структурным нарушениям белковых частиц и их распаду. При облучении ультразвуком молока разрушается содержащийся в нем витамин С.
При так называемом озвучении крови ультразвуком происходит разрушение эритроцитов и лейкоцитов, повышается вязкость и свертывание крови, ускоряется РОЭ. Ультразвук угнетает дыхание клетки, уменьшает потребление кислорода, инактивирует некоторые энзимы и гормоны. При воздействии ультразвука высокой интенсивности на животных отмечаются сильные боли, облысение, ожоги, помутнение роговицы и хрусталика, гемолиз, серьезные сдвиги биохимического характера (понижение содержания в крови холестерина, мочевой и молочной кислоты), при высоких частотах наступает смерть (мелкие кровоизлияния в различных органах). Как показывают экспериментальные данные и клинические наблюдения, ультразвук может обусловить серьезные изменения со стороны органа слуха. Ультразвук вызывает разрушение клеток кортиева органа и нервных клеток, кровоизлияния в scala tympani, разрушение и патологическое развитие костной ткани. Предполагают, что выявленные у большого процента населения США изменения слуха связаны со значительным распространением звуковых установок [9].
У лиц, длительно подвергавшихся воздействию ультразвуковых колебаний, отмечается сонливость, головокружения, быстрая утомляемость. При обследовании обнаруживаются явления вегетативной дистонии. При туберкулезе легких, гипертонической болезни, гипертиреозе, беременности, изменениях со стороны паренхиматозных органов применение ультразвука также противопоказано. Все возрастающее использование ультразвука делает необходимым организацию тщательного наблюдения за лицами, имеющими контакт с ним, с целью выявления ранних признаков заболевания и своевременного проведения необходимых лечебно-профилактических мероприятий. Имеются указания на благотворное воздействие ультразвука при определенных формах рака и неврита. Однако точно еще не установлено, насколько широка безопасная зона между положительным действием ультразвука на больную ткань и повреждающим - на окружающую здоровую ткань.
Переходя к действию инфразвука на организм человека, нужно отметить, что вообще инфразвук действует за счет резонанса: частоты колебаний при многих процессах в организме лежат в инфразвуковом диапазоне [5]:
- сокращения сердца 1-2 Гц;
- дельта-ритм мозга (состояние сна) 0,5-3,5 Гц;
- альфа-ритм мозга (состояние покоя) 8-13 Гц;
- бета-ритм мозга (умственная работа) 14-35 Гц.
При совпадении колебаний инфразвука с колебаниями в теле последние усиливаются, что может привести к расстройству работы органа, его травме или даже разрыву на части. Собственная частота колебаний тела человека составляет примерно 8-15 герц. Грубо говоря, это означает, что каждое движение каждой мышцы вызывает затухающую микросудорогу всего тела с частотой его собственных колебаний. Когда на организм начинают воздействовать инфразвуком, колебания тела попадают в резонанс, и амплитуда микросудорог увеличивается в десятки раз. Понять, что с ним происходит, человек не может, инфразвук не слышен, но у него возникает чувство ужаса и опасности. При достаточно мощном воздействии в организме начинают разрываться внутренние органы, капилляры и сосуды. В диапазоне 7-13 герц звучит природная «волна страха», излучаемая тайфунами, землетрясениями и извержениями вулканов и побуждающая все живое покидать очаги стихийных бедствий. При помощи инфразвука, например, запросто можно довести человека до самоубийства [1].
Самым опасным считается промежуток от 6 до 9 Гц. Значительные психотронные эффекты сильнее всего выказываются на частоте 7 Гц, созвучной альфа-ритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки

50% реферата недоступно для прочтения

Закажи написание реферата по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее время!

Промокод действует 7 дней 🔥
Больше рефератов по ядерной физике и технологиям:

Основные факторы формирования традиций питания жителей Америки. Принципы питания

24936 символов
Ядерные физика и технологии
Реферат
Уникальность

Современное состояние техносферы и техносферная безопасность

45597 символов
Ядерные физика и технологии
Реферат
Уникальность

История развития ядерных технологий

23329 символов
Ядерные физика и технологии
Реферат
Уникальность
Все Рефераты по ядерной физике и технологиям
Закажи реферат

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы — он есть у нас.