Їх загальна характеристика, вплив на організм людини та захист від їх впливу

Шум – це одна із форм фізичного (хвильового) забруднення навколишнього середовища, адаптація до якого практично неможлива. Можна говорити лише про зниження його дії.

Шум – це сукупність звуків різноманітної частоти й інтенсивності, що виникають у результаті коливального руху частинок у пружних середовищах (твердих, рідких, газоподібних). Джерелами його є всі види транспорту, промислові об’єкти, будівельні машини, телерадіоапаратура, музичні інструменти, групи людей і окремі особи. Шумове забруднення навколишнього середовища дедалі зростає. Особливо це стосується великих міст. Опитування їх мешканців свідчить, що шум турбує понад 50% опитаних. Причому, останніми десятиліттями інтенсивність шуму зросла у 10-15 разів.

 

Основними фізичними характеристиками звуку є: частота f (Гц), звуковий тиск Р (Па), інтенсивність або сила звуку І (Вт/м²), звукова потужність W (Вт) тощо. Швидкість поширення звукових хвиль в атмосфері при 20^оС складає 344 м/с. Як зазначалося у п.5.2 органи слуху людини сприймають звукові коливання в інтервалі частот від 16 до 20 000 Гц. Коливання з частотою нижче 16 Гц – інфразвуки, з частотою вище ніж 20 000 Гц – ультразвуки не сприймаються органами слуху людини.

Мінімальна інтенсивність звуку, яку людина відчуває, називається порогом чутливості. У різних людей він різний і тому умовно за поріг чутливості приймають звуковий тиск, який дорівнює 2∙10^-5 Н/м² (ньютон на метр квадратний) за стандартної частоти 1000 Гц. За цієї частоти поріг чутливості І_о = 1 × 10^-12 Вт/м², а відповідний йому тиск Р_о = 2∙10^-5 Па. Максимальна інтенсивність звуку, при якій вухо починає відчувати біль, називається порогом болісного відчуття, що дорівнює 10² Вт/м², а відповідний йому звуковий тиск Р = 2∙10² Па.

 Зміни інтенсивності звуку і звукового тиску, що чує людина, величезні і становлять відповідно 10¹⁴ і 10⁷ разів; оперувати такими великими числами незручно. Тому для оцінки шуму вимірюють його інтенсивність і звуковий тиск не абсолютними фізичними величинами, а логарифмами відношень цих параметрів до умовного нульового рівня, що відповідає порогові чутливості стандартного тону, частотою 1000 Гц. Ці логарифми відношень називають рівнями інтенсивності і звукового тиску і виражають в белах (Б). Одиницю виміру „бел” названо іменем винахідника телефону А. Белла (1847-1922). Бел – це відношення діючого значення звукового тиску (інтенсивності) до мінімального їх значення, котре сприймається людиною. Рівень інтенсивності звуку L (дБ) визначається за формулою:

.

Звуковий тиск визначається за формулою:

.

Оскільки орган слуху людини спроможний розрізняти зміни рівня інтенсивності звуку на 0.1 Б, то для практичного використання зручнішою є одиниця в 10 разів менше – децибел (дБ).

Треба пам’ятати, що бел – це логарифм відношення двох однойменних фізичних величин, і тоді не буде виникати помилок при порівнянні різноманітних звуків за їх інтенсивністю (рівнем). Наприклад, якщо рівень шуму у зимовому лісі у безвітряну погоду становить 10 дБ, а рівень шуму в аудиторії – 70 дБ, то це не означає, що шум в аудиторії перевищує шум у лісі в 7 разів. Звуковий тиск при рівні шуму 10 дБ (тобто 1 бел) становить 10¹ Па, а при рівні 70 дБ – 10⁷ Па. Отже, шум у другому випадку в 1000 000 раз (10⁷:10¹ = 10⁶) вище ніж у першому. Останнє являється наочною ілюстрацією закона Вебера-Фехнера.

За рівнем інтенсивності звука не можна судити про фізіологічні відчуття його гучності, тому, що наш орган слуху неоднаково чутливий до звуків різних частот. Звуки рівні за силою але з різними частотами здаються неоднаково гучними. Тому для порівняння звуків різних частот, поряд з поняттям інтенсивності звука, введено поняття рівня гучності з умовною одиницею – фон. Один фон – це гучність звука при f = 1000 Гц та рівні інтенсивності в 1 дБ. Найбільш чутливим наше вухо є на частотах 800 – 4000 Гц, а найменш чутливим при 20 – 100 Гц.

Використання логарифмічної шкали для виміру рівня шуму дозволяє вкладати великий діапазон значень І і Р у порівняно невеликий інтервал чисел від 0 до 140 дБ (див. табл. 4.1).

Таблиця 4.1