Акустичні величини деяких звуків у природі

 

Звуки	Інтенсивність, мкВт/м^2	Рівень звуку, дБ
Поріг чутливості	0,000001
Шум спокійного саду	0,0001
Звичайний шум у будинку	0,01
Звичайна розмова	1,0
Пожвавлений вуличний рух	100,0
Шум у вагоні метро	10000,0
Грім	100000,0
Поріг неприємних больових відчуттів	1000000,0

 

Абсолютним порогом звукової чутності називається мінімальний рівень визначеного звуку, який потрібен для того, щоб викликати слухове відчуття у відсутності шуму. Значення його залежить від тону звука (частота, тривалість, форма сигналу), методу його подання і суб'єктивних особливостей слухового аналізатора людини. Абсолютний поріг чутності має тенденцію з віком зменшуватися.

Голосність – характеристика слухового відчуття найбільш щільно пов’язана з інтенсивністю звуку. Рівень голосності виражається в фонах; фон чисельно дорівнює рівню звукового тиску в дБ для чистого тону частотою 1000 Гц. З характеристикою голосності щільно пов’язана характеристика подразнюючої дії звуку. Відчуття неприємності звуків збільшується з підвищенням їх голосності і частоти.

Здатність розрізняти звукові сигнали характеризується гостротою слуху. Гострота слуху суто індивідуальна і змінюється залежно від сили та тривалості звукового сигналу. Чим вищий звуковий фон, тим нижчою стає гострота слуху. Звуки можуть бути корисними сигналами або просто шумом. Суть сприймання звукових сигналів зводиться власне до того, щоб людина змогла з акустичного фону виділити корисний для себе сигнал.

Важливою властивістю звукового апарату є здатність визначати місце знаходження звуку в просторі, що дає змогу з похибкою до 3° на горизонтальній площині визначати напрямок до джерела звуку. Це досягається завдяки одночасній роботі обох звукосприймаючих систем та надзвичайно розвинутій здатності оцінювати відмінність між звуками, що надходять до правого ї лівого вуха.

Механізм визначення відстані до джерела звуку пов’язаний не тільки з властивостями слухового аналізатора, але з індивідуальним досвідом людини. Тому людина з невеликою точністю визначає відстань до джерела чистого звуку, не повязаного в її уяві з будь-яким реальним природним явищем, і з набагато більшою точністю розв’язує це питання щодо шуму автомобільного двигуна, пташиного крику чи інших добре знайомих звуків.

Слуховий аналізатор неоднаково сприймає звуки різних частот. Звуки низької частоти людина сприймає як не дуже гучні, порівняно зі звуками більш високої частоти такої ж інтенсивності.

Тривалість звукового подразнення, яка потрібна для виникнення відчуттів, також залежить від частоти та інтенсивності звуку. В межах середньої частини частот та інтенсивності звукових сигналів, які ми чуємо, величина диференціальної межі становить близько 10 % інтенсивності звуку. Для частот понад 1000 Гц почуття присутності сигналу виникають при його тривалості близько 0,001 сек.

Слуховий аналізатор здатен фіксувати навіть незначні зміни частоти вхідного звукового сигналу, тобто володіє вибірковістю, яка залежить від рівня звукового тиску, частоти і тривалості звукового сигналу. Мінімально помітні розрізнення становлять 2¸3 Гц і мають місце на частотах не менш 10 Гц, для частот більше 10 Гц мінімально помітні розрізнення становлять близько 0,3 % частоти звукового сигналу. Вибірковість підвищується на рівнях голосності 30 дБ і більше та тривалості звучання, що перевищує 0,1 с.

Збільшення будь-якої частоти звуку вдвічі завжди сприймається нами як підвищення тону на певну величину – октаву.

Для передачі інформації люди використовують мовні сигнали. Мовні повідомлення являють собою звукові коливання за частотою в діапазоні 100¸1000 Гц при силі 30¸80 дБ. Важливою умовою сприйняття мови є розрізнення тривалості та інтенсивності окремих звуків і їх комбінацій. Середній час тривалості мовлення голосного звуку дорівнює приблизно 0,36 с, приголосного 0,02¸0,03 с. Відчування і розуміння мовних повідомлень істотно залежить від темпу їх передачі, наявності інтервалів між словами і фразами. Мовне повідомлення сприймається при темпі мови до 160 слів на хвилину. Оптимальним вважається темп 120 слів на хвилину при перевищенні інтенсивності слів над інтенсивністю шумів на 6,5 дБ. Розпізнання мовних сигналів залежить від довжини слова. Так, односкладові слова розпізнаються в 13 % випадків, шестискладові – 41 %. Це пояснюється наявністю в складних словах великої кількості визначальних ознак. Частина людей володіє абсолютним слухом. Абсолютний слух – це здатність визначати усі тони будь-якого складного звуку. Такий слух не вважається конче потрібним навіть музикантам, але він значно полегшує професійну діяльність деякій категорії людей.

 

Роль нюху та смаку для безпеки людини.

 

Нюховий аналізатор.

 

Нюх – це здатність сприймати запахи. Ця здатність здійснюється через нюховий аналізатор. Запах – це суб’єктивний образ одного з явищ реальної дійсності, яке полягає в дії молекул летких речовин на орган нюху (викиди шкідливих речовин, диму тощо).

У вищих хребетних тварин та людини існують високоспеціалізовані нюхові нейросенсорні клітини, що сприймають подразнення від різних пахучих речовин. Вони розміщені в нюховій ділянці слизової оболонки носа, що вистеляє поверхню верхньої носової раковини, верхнього носового ходу та верхньої частини носової перегородки. Аксони (нюхові нервові волокна) нейросенсорних клітин проходять крізь отвори решітчастої пластинки і закінчуються в нюхових цибулинах, що розміщені на нижніх поверхнях півкуль великого мозку. В нюхових цибулинах знаходяться тіла інших нейронів, відростки яких формують нюховий шлях і закінчуються в нюховому трикутнику, передній пронизаній речовині, прозорій перегородці та закрутці морського коника, де розміщується кірковий кінець нюхового аналізатора. Вважають, що орган нюху (organum olfactus) людини може сприймати близько шести первинних простих запахів та багато мішаних. Фактично нюховий аналізатор людини дозволяє сприймати до 400 найменувань різних запахів.

У людини нараховується близько 10 млн. сприймальних нюхових клітин, що розташовуються на ділянці площею близько 2,5 см² в слизовій оболонці верхнього та частково середнього носових ходів. У вівчарки таких клітин 220 млн., у кролика – 100 млн.

Умовами сприйняття запахів є:

1. летючість пахучої речовини (виділення його молекул у вільному вигляді);

2. розчинність речовин в жирах;

3. рух повітря, що містить молекули пахучої речовини в сфері нюхового аналізатора.

Чутливість нюхового аналізатора підвищується тоді, коли людина „принюхується”. Під час „принюхування” кількість вдихів посилюється, що приводить нюхові рецептори у стан збудження.

Абсолютний поріг нюхових відчуттів у людини вимірюється частками міліграма речовини на літр повітря. Диференціальна межа чутливості становить в середньому 38 %.

Для нюхового аналізатора характерна властивість до адаптації, внаслідок чого чутливість до запаху при його тривалій дії знижується, причому настільки, що людина перестає відчувати навіть досить приємні запахи. Чутливість відновлюється після відсутності запаху.

Приємні запахи сприяють покращенню самопочуття людини, а неприємні можуть пригнічувати, викликаючи негативні реакції. Вони здатні змінювати температуру шкіри, викликати відразу до їжі, підвищувати чутливість нервової системи, викликати пригніченість, дратівливість. Виявлено, що запах бензолу покращує слух, запах толуолу підвищує гостроту зору в сутінках, запах камфори підвищує чутливість очей до зеленого кольору і знижує до червоного.

 

Смаковий аналізатор.

 

Смак – відчуття, котре виникає під впливом певних хімічних речовин, розчинних у воді, на смакові рецептори, розташовані на різних ділянках язика. Смакові відчуття людини являють собою наслідок складного комплексу фізико-хімічних, нейрофізіологічних та психологічних процесів, які мають виняткову біологічну значущість у нашому житті.

Рецепторами органа смаку (organum gustus) людини є смакові цибулини, які знаходяться в язикових сосочках. Найбільша частина їх (вважають, що у людини близько 2000 смакових бруньок) розміщується в слизовій оболонці валикоподібних сосочків, є вони також у грибоподібних і листоподібних сосочках, м’якому піднебінні та слизовій оболонці надгортанника. Смакові нервові волокна, що починаються від смакових бруньок, закінчуються в колінцевому вузлі проміжного нерва, а також у нижніх вузлах язикоглоткового і блукаючого нервів, де знаходяться тіла перших нейронів смакового шляху. Другі нейрони цього шляху розміщуються у ядрі одинокого шляху, що знаходиться у довгастому мозку, а треті – в закрутці морського коника поряд з кірковим кінцем нюхового аналізатора.

У фізіології та психології поширена чотирикомпонентна теорія смаку, згідно з якою існують чотири види елементарних смакових відчуттів: солодкого, гіркого, кислого, солоного. Всі інші смакові відчуття є їх комбінацією. До різних смакових речовин певні сосочки мають досить чітку спеціалізацію. До солодкого найбільш чутливий кінчик язика, край язика – до кислого та солоного. Корінь язика найбільш чутливий до гіркого. Сприйняття смакових речовин викликається хімічними реакціями в місці контакту речовини та смакового рецептора. Встановлено, що кожний рецептор містить високочутливі білкові речовини, котрі розпадаються під впливом певних смакових речовин. Збудження від смакових рецепторів передається в центральну нервову систему провідними шляхами.

Смакові рецептори приходять в стан збудження лише тоді, коли речовина починає розчинятись на поверхні язика. Коли на сухий язик покласти грудочку цукру, то спочатку людина відчуває тільки дотик, а смакове відчуття лише після того, як цукор почне розчинятись.

Після припинення дії подразника смакові відчуття деякий час зберігаються. Цей період можна скоротити – якщо гіркий смак заїсти кусочком хліба, гіркота зникне швидше, ніж запивати її водою.

Абсолютний поріг смакового аналізатора, виражений величинами концентрації розчину, в 10 000 разів вищий, ніж нюхового. Найвища чутливість смакового аналізатора спостерігається при температурі +37°С. При 0°С спостерігається різке зниження чутливості до всіх смакових речовин. Розрізнювальна чутливість смакового аналізатора досить груба і складає в середньому 20 %.

Відновлення смакового сприйняття після впливу будь-яких подразників закінчується через 10¸15 хв.

Смакові та нюхові відчуття відбивають не лише властивості речовин, але й стан самого організму.

Смаковий та нюховий аналізатори людини в процесі практичної діяльності можуть бути суттєво розвиненими (дегустатори), що є досить важливим для відповідних професій. Смакова і нюхова чутливість людини дає можливість їй вчасно виявляти шкідливі та небезпечні речовини у воді та їжі, визначати стан забруднення повітря шкідливими речовинами, що має неабияке значення для безпеки життєдіяльності в умовах техногенного середовища.