Зараз акустика, як область фізики розглядає більш широкий спектр пружних коливань - від найнижчих до гранично високих, аж до 10 12 - 10 13 Гц. Не чутні людиною звукові хвилі з частотами нижче 16 Гц називають інфразвуком, звукові хвилі з частотами від 20 000 Гц до 10 9 Гц - ультразвуком, а коливання з частотами вище ніж 10 9 Гц називають гіперзвуку.
Цим нечутним звуків знайшли багато застосування.
Ультразвуки і інфразвуки мають дуже важливу роль і в живому світі. Так, наприклад, риби та інші морські тварини чуйно вловлюють інфразвукові хвилі, створювані штормовими заворушеннями. Таким чином, вони заздалегідь відчувають наближення шторму або циклону, і спливають в більш безпечне місце. Інфразвук - це складова звуків лісу, моря, атмосфери.
Ультразвуки можуть видавати і сприймати такі тварини, як собаки, кішки, дельфіни, мурахи, летючі миші та ін Летючі миші під час польоту видають короткі звуки високого тону. У своєму польоті, вони керуються відображеннями цих звуків від предметів, що зустрічаються на шляху; вони можуть навіть ловити комах, керуючись тільки відлунням від своєї дрібної здобичі. Кішки і собаки можуть чути дуже високі свистячі звуки (ультразвуки).
Проведені спостереження показали, що мурахи так само видають ультразвукові сигнали з різними частотами в різних ситуаціях. Всі записані ці мурашині звукові сигнали можна розділити на три групи: "сигнал лиха", "сигнал агресії" (під час змагань) і "харчові сигнали". Ці сигнали являють собою короткочасні імпульси, тривалістю від 10 до 100 мікросекунд. Мурахи видають звуки в порівняно широкому діапазоні частот - від 0,3 до 5 кілогерц.
Інфразвук (від лат. Infra - нижче, під), не чутні людським вухом пружні хвилі низької частоти (менше 16 Гц). При великих амплітудах інфразвук відчувається як біль у вусі. Виникає при землетрусах, підводних і підземних вибухах, під час бур і ураганів, від хвиль цунамі та ін Оскільки інфразвук слабо поглинається, він розповсюджується на великі відстані і може служити провісником бур, ураганів, цунамі.
У земній корі спостерігаються струси і вібрації інфразвукових частот від найрізноманітніших джерел, у тому числі від вибухів обвалів і транспортних збудників.
Для інфразвуку характерне мале поглинання в різних середовищах внаслідок чого інфразвукові хвилі в повітрі, воді і в земній корі можуть розповсюджуватися на дуже далекі відстані. Це явище знаходить практичне застосування при визначенні місця сильних вибухів або положення стріляючого знаряддя. Розповсюдження інфразвуку на великі відстані в море дає можливість передбачення стихійного лиха - цунамі. Звуки вибухів, які містять велику кількість інфразвукових частот, застосовуються для дослідження верхніх шарів атмосфери, властивостей водного середовища.
"Голос моря" - це інфразвукові хвилі, що виникають над поверхнею моря при сильному вітрі, в результаті вихороутворення за гребенями хвиль. Внаслідок того, що для інфразвуку характерне мале поглинання, він може поширюватися на великі відстані, а оскільки швидкість його поширення значно перевищує швидкість переміщення області шторму, то "голос моря" може служити для завчасного передбачення шторму.
Своєрідними індикаторами шторму є медузи. На краю "дзвону" у медузи розташовані примітивні очі і органи рівноваги - слухові колби величиною з шпилькову голівку. Це і є "вуха" медузи. Вони чують інфразвуки з частотою 8 - 13 герц. Шторм розігрується ще за сотні кілометрів від берега, він прийде в ці місця приблизно годин через 20, а медузи вже чують його і йдуть на глибину.
Вплив інфразвуку на організм людини
В кінці 60-х років французький дослідник Гавро виявив, що інфразвук певних частот може викликати у людини тривожність і занепокоєння. Інфразвук з частотою 7 Гц смертельний для людини.
Дія інфразвуку може викликати головні болі, зниження уваги і працездатності і навіть іноді порушення функції вестибулярного апарату.
Основні джерела інфразвукових хвиль
Розвиток промислового виробництва і транспорту призвело до значного збільшення джерел інфразвуку в навколишньому середовищі і зростанням інтенсивності рівня інфразвуку.
Основні техногенні джерела інфразвукових коливань у містах наведені в таблиці.
Ультразвук - пружні хвилі високої частоти, яким присвячені спеціальні розділи науки і техніки. Зазвичай ультразвуковим діапазоном вважають смугу частот від 20 000 до декількох мільярдів герц. Хоча про існування ультразвука ученим було відомо давно, практичне використання його в науці, техніці і промисловості почалося порівняно недавно
Людське вухо не сприймає ультразвук, проте, деякі тварини, наприклад, кажани, можуть сприймати і видавати ультразвук. Частково сприймають ультразвук гризуни, кішки, собаки, кити, дельфіни. Ультразвукові коливання виникають при роботі моторів автомобілів, верстатів і ракетних двигунів. На практиці для отримання ультразвука зазвичай застосовують електромеханічні генератори ультразвуку, дія яких заснована на здатності деяких матеріалів змінювати свої розміри під дією магнітного (магнітострикційні генератори) або електричного поля (п'єзоелектричні генератори), видаючи при цьому звуки високої частоти. Через високої частоти (малої довжини хвилі) ультразвук володіє особливими властивостями.
Він сильно поглинається газами і слабо рідинами. У рідині під впливом ультразвука утворюються порожнечі у вигляді найдрібніших бульбашок з короткочасним зростанням тиску усередині них. Крім того, ультразвукові хвилі прискорюють протікання процесів дифузії (взаємопроникнення двох середовищ один в одного),. істотно впливають на розчинність речовини і в цілому на хід хімічних реакцій. Ці властивості ультразвука і особливості його взаємодії з середовищем обумовлюють його широке технічне і медичне використання.
Вперше ідея практичного використання ультразвуку виникла, як відомо, в першій половині минулого століття у зв'язку з розробкою методів і приладів для виявлення в глибині моря різних об'єктів: підводних човнів, рифів, підводних частин айсбергів і т.д. Це було викликано перш за все загибеллю в 1912 р. "Титаніка" і почався участю підводних човнів у військових операціях під час першої світової війни.
Цим нечутним звуків знайшли багато застосування.
Ультразвуки і інфразвуки мають дуже важливу роль і в живому світі. Так, наприклад, риби та інші морські тварини чуйно вловлюють інфразвукові хвилі, створювані штормовими заворушеннями. Таким чином, вони заздалегідь відчувають наближення шторму або циклону, і спливають в більш безпечне місце. Інфразвук - це складова звуків лісу, моря, атмосфери.
Ультразвуки можуть видавати і сприймати такі тварини, як собаки, кішки, дельфіни, мурахи, летючі миші та ін Летючі миші під час польоту видають короткі звуки високого тону. У своєму польоті, вони керуються відображеннями цих звуків від предметів, що зустрічаються на шляху; вони можуть навіть ловити комах, керуючись тільки відлунням від своєї дрібної здобичі. Кішки і собаки можуть чути дуже високі свистячі звуки (ультразвуки).
Проведені спостереження показали, що мурахи так само видають ультразвукові сигнали з різними частотами в різних ситуаціях. Всі записані ці мурашині звукові сигнали можна розділити на три групи: "сигнал лиха", "сигнал агресії" (під час змагань) і "харчові сигнали". Ці сигнали являють собою короткочасні імпульси, тривалістю від 10 до 100 мікросекунд. Мурахи видають звуки в порівняно широкому діапазоні частот - від 0,3 до 5 кілогерц.
Інфразвук (від лат. Infra - нижче, під), не чутні людським вухом пружні хвилі низької частоти (менше 16 Гц). При великих амплітудах інфразвук відчувається як біль у вусі. Виникає при землетрусах, підводних і підземних вибухах, під час бур і ураганів, від хвиль цунамі та ін Оскільки інфразвук слабо поглинається, він розповсюджується на великі відстані і може служити провісником бур, ураганів, цунамі.
У земній корі спостерігаються струси і вібрації інфразвукових частот від найрізноманітніших джерел, у тому числі від вибухів обвалів і транспортних збудників.
Для інфразвуку характерне мале поглинання в різних середовищах внаслідок чого інфразвукові хвилі в повітрі, воді і в земній корі можуть розповсюджуватися на дуже далекі відстані. Це явище знаходить практичне застосування при визначенні місця сильних вибухів або положення стріляючого знаряддя. Розповсюдження інфразвуку на великі відстані в море дає можливість передбачення стихійного лиха - цунамі. Звуки вибухів, які містять велику кількість інфразвукових частот, застосовуються для дослідження верхніх шарів атмосфери, властивостей водного середовища.
"Голос моря" - це інфразвукові хвилі, що виникають над поверхнею моря при сильному вітрі, в результаті вихороутворення за гребенями хвиль. Внаслідок того, що для інфразвуку характерне мале поглинання, він може поширюватися на великі відстані, а оскільки швидкість його поширення значно перевищує швидкість переміщення області шторму, то "голос моря" може служити для завчасного передбачення шторму.
Своєрідними індикаторами шторму є медузи. На краю "дзвону" у медузи розташовані примітивні очі і органи рівноваги - слухові колби величиною з шпилькову голівку. Це і є "вуха" медузи. Вони чують інфразвуки з частотою 8 - 13 герц. Шторм розігрується ще за сотні кілометрів від берега, він прийде в ці місця приблизно годин через 20, а медузи вже чують його і йдуть на глибину.
Вплив інфразвуку на організм людини
В кінці 60-х років французький дослідник Гавро виявив, що інфразвук певних частот може викликати у людини тривожність і занепокоєння. Інфразвук з частотою 7 Гц смертельний для людини.
Дія інфразвуку може викликати головні болі, зниження уваги і працездатності і навіть іноді порушення функції вестибулярного апарату.
Основні джерела інфразвукових хвиль
Розвиток промислового виробництва і транспорту призвело до значного збільшення джерел інфразвуку в навколишньому середовищі і зростанням інтенсивності рівня інфразвуку.
Основні техногенні джерела інфразвукових коливань у містах наведені в таблиці.
| Джерело інфразвуку | Характерний частотний діапазон інфразвуку | Рівні інфразвуку |
| Автомобільний транспорт | Весь спектр інфразвукового діапазону | Зовні 70-90 дБ, усередині до 120 дБ |
| Залізничний транспорт і трамваї | 10-16 Гц | Всередині і зовні від 85 до 120 дБ |
| Промислові установки аеродинамічного та ударної дії | 8-12 Гц | До 90-105 дБ |
| Вентиляція промислових установок і приміщень, то ж у метрополітені | 3-20 Гц | До 75-95 дБ |
| Реактивні літаки | Близько 20 Гц | Зовні до 130 дБ |
Людське вухо не сприймає ультразвук, проте, деякі тварини, наприклад, кажани, можуть сприймати і видавати ультразвук. Частково сприймають ультразвук гризуни, кішки, собаки, кити, дельфіни. Ультразвукові коливання виникають при роботі моторів автомобілів, верстатів і ракетних двигунів. На практиці для отримання ультразвука зазвичай застосовують електромеханічні генератори ультразвуку, дія яких заснована на здатності деяких матеріалів змінювати свої розміри під дією магнітного (магнітострикційні генератори) або електричного поля (п'єзоелектричні генератори), видаючи при цьому звуки високої частоти. Через високої частоти (малої довжини хвилі) ультразвук володіє особливими властивостями.
Він сильно поглинається газами і слабо рідинами. У рідині під впливом ультразвука утворюються порожнечі у вигляді найдрібніших бульбашок з короткочасним зростанням тиску усередині них. Крім того, ультразвукові хвилі прискорюють протікання процесів дифузії (взаємопроникнення двох середовищ один в одного),. істотно впливають на розчинність речовини і в цілому на хід хімічних реакцій. Ці властивості ультразвука і особливості його взаємодії з середовищем обумовлюють його широке технічне і медичне використання.
Вперше ідея практичного використання ультразвуку виникла, як відомо, в першій половині минулого століття у зв'язку з розробкою методів і приладів для виявлення в глибині моря різних об'єктів: підводних човнів, рифів, підводних частин айсбергів і т.д. Це було викликано перш за все загибеллю в 1912 р. "Титаніка" і почався участю підводних човнів у військових операціях під час першої світової війни.