Hałas to ... Definicja, klasyfikacja i źródła hałasu

Na poziomie gospodarstwa domowego hałas jest dźwiękiem, który nie zawiera przydatnych informacji. Chociaż dla nas wszystkich użyteczność jest pojęciem względnym. Dla pasażera taksówki, niezrozumiałe dźwięki pod maską mogą być po prostu szumem, ale dla kierowcy sygnalizują możliwą awarię samochodu. Zdefiniujmy, czym jest hałas i jak najwięcej dowiedzieć się o tym fizycznym zjawisku.

Czym jest hałas?

Dla każdej fizyki hałas jest procesem oscylacyjnym. Można go przedstawić na papierze jako przemianę fal gęstości: fale kondensacyjne zamieniają się z falami rozmywającymi. Ten proces jest możliwy tylko w środowisku elastycznym: na przykład wibracje dźwiękowe w próżni nie rozprzestrzeniają się. Jeśli ciała nie wytwarzają drgań w określony sposób, ludzkie ucho postrzega te dźwięki jako szum.

Parametry hałasu

Wszystkie dźwięki mają swój własny, unikalny zestaw parametrów, dzięki czemu możemy je zidentyfikować. Drgania dźwięku można mierzyć poprzez:

• siła dźwięku, bezpośrednio zależna od ciśnienia wytwarzanego przez fale dźwiękowe;
• częstotliwość dźwięku. Im wyżej częstotliwość oscylacji im wyższy dźwięk, który słyszymy.

W przypadku dźwięku w ogóle, aw szczególności hałasu, naukowcy stworzyli własny parametr pomiarowy - "biały". Ta jednostka została nazwana na cześć Alexander Bell - słynny wynalazca telefonu.

Słuch i hałas

Dla ludzkiego ucha wszystkie źródła hałasu mieszczą się w zakresie od 45 do 11 000 Hz. Jeśli używasz terminu muzycznego, cała różnorodność dźwięków (w tym szum) zawiera dziewięć pasm oktawowych.

Nasze narządy słuchu nie są w stanie odróżnić całego zakresu wibracji dźwięku - jest zbyt duży. Ale ewolucja zapewnia instynktowną reakcję nie na sam hałas, ale na jego zmianę. Dlatego ludzkie ucho nauczyło się rozróżniać wielość zmian w fali dźwiękowej.

Aby klasyfikacja hałasu była adekwatna i poddana ocenie naukowej, zmiana ciśnienia akustycznego wyrażana jest w jednostkach logarytmicznych. O wiele wygodniej jest graficznie przedstawiać procesy dźwiękowe. Powszechnie stosowaną jednostką pomiaru hałasu jest decybel, który jest jedną dziesiątą wartości. Zakres zmian ciśnienia akustycznego od progu słuchu do bólu powodującego hałas wynosi miliony dB.

Rodzaje hałasu

W przypadku opisów technicznych cały hałas można podzielić na czas i parametry spektralne. Ze względu na charakter widmowych pasm hałasu wyróżniamy:

• szerokopasmowy (szerokość ciągłego spektrum przekracza szerokość oktawy);
• tonalny (nadmiar hałasu w paśmie jednej trzeciej oktawy w porównaniu z resztą o więcej niż 10 dB).

Klasyfikacja hałasu może wystąpić zgodnie z charakterystyką czasową. Stały hałas zmienia swoją częstotliwość o nie więcej niż 5 dBA. Niestałe wibracje dźwięku mają większą amplitudę zmian i są podzielone na:

• fluktuacja - ciągłe zmiany w czasie;
• przerywany - zmiany następują etapami, są interwały stałego hałasu przez jedną lub więcej sekund;
• impuls - przemiana hałasu i ciszy

Pomiar poziomu hałasu mierzy się za pomocą specjalnych urządzeń - mierników poziomu dźwięku.

Jak działa miernik dźwięku

Urządzenie do pomiaru szumu ma dość proste urządzenie: woltomierz, skalibrowany w decybelach, a filtry elektryczne są podłączone do małego mikrofonu. Sygnał dźwiękowy jest odbierany przez mikrofon i jest tłumaczony przez niego na impuls elektryczny o wartości siły i częstotliwości do pierwotnej fali. Wzmocnienie pola elektrycznego jest ustalane za pomocą woltomierza i jest wyświetlane na wyświetlaczu. Zgodnie z jego charakterystyką urządzenie do pomiaru szumu powinno być "na tej samej fali dźwiękowej" z ludzkim słuchem. Takie proste urządzenie służy jako wiarygodny wskaźnik zanieczyszczenia hałasem w domu lub w pracy.

Źródła hałasu i porównywalne poziomy hałasu

Nowoczesny świat techniki zawiera wiele źródeł hałasu. Są to: różne rodzaje transportu dźwięki wszelkich urządzeń lub sprzętu, sprzętu dźwiękowego i tak dalej.

Wszystkie dźwięki, które słyszeliśmy w ciągu dnia, łączą się w kakofonię, którą postrzegamy jako hałas. W domu hałas jest kilka razy mniejszy niż w produkcji (nawet jeśli twój sąsiad jest fanem niestrawnych głośnych dźwięków, które nazywa piosenkami). Źródła przemysłowe są dziś głównymi "winowajcami" "zanieczyszczenia hałasem ziemi. Wśród głównych "złoczyńców" - metalurgicznych, wydobywczych, węglowych, petrochemicznych, obronnych. Najmniejszy dźwięk jest słyszany przez pracowników obsługujących przemysł spożywczy.

Niektóre procesy technologiczne w produkcji, na przykład w przedsiębiorstwach produkujących konstrukcje żelbetowe, place testowe lub strzelnice, kosmodromy, mogą być źródłem hałasu dochodzącym do 120 dBA.

Dopuszczalny poziom hałasu określają normy GOST 12.1.003-83. SSBT. Racjonowanie hałasu odbywa się w dopuszczalnym zakresie poziomów hałasu i dBa. Ta metoda pomaga ustalić maksymalny dopuszczalny poziom ekspozycji na hałas w dziewięciu zakresach oktaw.

Jakie są odgłosy

Naukowcy nie mogli przejść przez całą różnorodność bodźców dźwiękowych i wymyślili różne klasyfikacje tego, czym jest hałas. Fizyka bada te zjawiska dźwiękowe i klasyfikuje je dla łatwości studiowania. Przy niektórych rodzajach szumu czytaliśmy już wcześniej. Oto kilka bardziej rankingowych opcji dla różnych zjawisk dźwiękowych ze względu na charakter ich występowania:

• mechaniczne - dźwięki powstające w wyniku działania różnych mechanizmów;
• aerodynamiczny. Obejmuje to hałas generowany podczas startu;
• hydrauliczny. Usłyszymy te odgłosy w przypadku usterki w naszym systemie hydraulicznym: gwałtowny spadek ciśnienia w układzie może spowodować wstrząs hydrauliczny, który jest odbierany jako ostry, nieprzyjemny hałas;
• elektromagnetyczny. Występuje podczas korzystania z tych samych urządzeń i urządzeń.

W odrębnej kategorii można wyróżnić "kolorową" klasyfikację hałasu. Tak więc "biały" szum techniki nazywany jest stacjonarnym strumieniem dźwięku, w którym składowe widmowe są równomiernie rozłożone w całym zakresie. Reszta hałasu technologii jest klasyfikowana jako kolor. Taka analogia powstała podczas porównywania spektrum fal dźwiękowych ze spektralnymi pasmami światła widzialnego. Tak więc "różowy" szum jest często obecny w rytmie serca, w promieniowaniu kosmicznym, w urządzeniach elektronicznych lub mechanicznych. "Pomarańczowy" szum odpowiada częstotliwościom nut. "Czerwony szum" to melodia różnych naturalnych zbiorników Ziemi. Cóż, "zielone" dźwięki wydawane są przez wszystkie zielone rośliny naszej planety.

Hałas wokół nas

Każdego dnia wszyscy ludzie, którzy potrafią odróżnić dźwięki, stają przed różnymi rodzajami wibracji dźwiękowych. Od ręki możesz określić moc dźwięku, który emituje różne źródła hałasu, które otaczają nas w codziennym życiu.

• Normalna rozmowa: 40-45 dB.
• Hałas pracy w biurze, gabinecie lekarskim, prawniku: 50-60dB.
• Dźwięki ulicy: głosy przechodniów, natężenie ruchu: 70-80 dB.
• Hałas w fabryce (tymprom): 70-110 dB.
• Początek nowoczesnego samolotu pasażerskiego: 120 dB.
• Maksymalna objętość vuvuzely: 130 dB.

Ciało ludzkie szybko dostosowuje się do hałasu. Wystarczy powiedzieć, że znane nam tło dźwiękowe, nasi przodkowie byliby uznawani za nie do zniesienia kakofonię dźwięku. Ale ludzkie ciało nie jest w stanie wytrzymać ciągłego obciążenia hałasem. Szumy w zakresie dźwięku osłabiają ludzką reakcję na sygnały pochodzące z zewnątrz. Prowadzi to do zmniejszenia prędkości odpowiedniej reakcji i wzrostu błędów w wykonywaniu niektórych rodzajów pracy.

Hałas jest przyczyną ucisku ośrodkowego układu nerwowego. Stały przepływ dźwięku powoduje zauważalne zmiany częstotliwości pulsu i oddychania oraz zakłóca metabolizm. Ekspozycja na hałas prowadzi do szeregu chorób sercowo-naczyniowych, nadciśnienia i wrzodów żołądka. Po narażeniu na "wysoki" hałas o objętości powyżej 140 dB możliwe wstrząśnienie, pęknięcie błony bębenkowej. Głośność dźwięku powyżej 160 dB powoduje śmiertelny krwotok mózgu.

Hałas i natura

Zanieczyszczenia hałasem stanowią zagrożenie nie tylko dla ludzi. Badania naukowe potwierdzają, że potężne silniki nowoczesnych statków i łodzi podwodnych dezorientują mieszkańców wód, którzy używają metody sonarowej do poszukiwania żywności i komunikacji. Delfiny i niektóre gatunki waleni są szczególnie narażone na ciągłe oscylacje tła dźwiękowego oceanu. Możliwe, że rzetelne, ale niewytłumaczalne przypadki zbiorowego samobójstwa wielorybów są w jakiś sposób związane z naruszeniem ich umiejętności orientacyjnych. W wielu przypadkach masowe wyrzucanie wielorybów na brzeg odnotowano w pobliżu miejsc, w których odbywały się ćwiczenia wojskowe, co oznacza, że ​​poziom hałasu w tym regionie był bardzo wysoki.

Hałas i przestrzeń

Jak wspomniano wcześniej, hałas nie może wystąpić w nieelastycznym medium. A kosmiczna próżnia jest najbardziej nieelastycznym medium ze wszystkich. Jednak w 2006 roku badacze NASA odkryli efekt, nazwany później "kosmicznym szumem". Oczywiście wykryty efekt nie jest szumem w zwykłym znaczeniu tego słowa. Tak nazywano tajemnicze fale radiowe przenikające całą przestrzeń wszechświata. Ich częstotliwość, siła i amplituda oscylacji pokrywały się ze znanymi źródłami dźwięków, które naukowcy, bez wahania, zarejestrowali fale radiowe w kategorii hałasu.

Kosmiczny szum to fale radiowe emitowane przez gwiazdy odległe od nas o miliardy lat świetlnych. Alternatywnymi źródłami zjawisk szumu mogą być wybuchy supernowe, turbulencje mgławicy gazowej i tak dalej. Każdemu procesowi kosmicznemu towarzyszy emisja fal radiowych do próżni, którą można badać i klasyfikować. Dzięki zjawisku szumu kosmicznego możemy dowiedzieć się, jak powstały gwiazdy i jaki los ostatecznie czeka nasz Wszechświat.