Введення
Інфразвук (від латинського infra - нижче, під), пружні хвилі, аналогічні звуковим, але з частотами нижче області чутних людиною частот. Зазвичай за верхню межу інфразвуковий області приймають частоти 16-25 Гц. Нижня межа інфразвукового діапазону невизначена. Практичний інтерес можуть представляти коливання від десятих і навіть сотих часток Гц., Тобто з періодами в десяток секунд. Зазвичай слух людини сприймає коливання в межах 16-20000 Гц (коливань в секунду). Інфразвук викликає нервове перенапруження, нездужання, запаморочення, зміна діяльності внутрішніх органів, особливо нервової та серцево - судинної систем. 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 Гц. 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. Довжина інфразвуковий хвилі досить велика (на частоті 3.5 Гц вона дорівнює 100 метрам), проникнення в тканини тіла також велике. Можна сказати, що людина чує інфразвук <всім тілом>. У цій роботі описані основні теми, що стосуються інфразвуку.
Джерела інфразвукових хвиль
До основних техногенних джерел інфразвуку належить потужне обладнання - верстати, котельні, транспорт, підводні та підземні вибухи. Крім того, інфразвук випромінюють вітряні електростанції. Природні джерела потужного інфразвуку - урагани, виверження вулканів, електричні розряди і різкі коливання тиску в атмосфері (рівень від 60 до 90 дБ. Але в цієї шкідливої області інфразвуку людина швидко наздоганяє природу і в ряді випадків вже перегнав її. Так, при запуску космічних ракет типу "Аполлон" рекомендований (короткочасне) значення інфразвукового рівня для космонавтів становило 140 дБ (!), а для обслуговуючого персоналу і навколишнього населення 120 дБ (!). Джерелом інфразвукових коливань є грозові розряди (грім), а також вибухи і гарматні постріли. У земній корі спостерігаються струси і вібрації інфразвукових частот від найрізноманітніших джерел, у тому числі від вибухів обвалів і транспортних збудників. Він містяться в шумі атмосфери, лісу і моря, їх джерело - турбулентність атмосфери і вітер (приклад, так званий "голос моря" - інфразвукові коливання, які утворюються від завихрень вітру на гребенях морських хвиль, існують й інші види інфразвукових хвиль вітрового походження). У повітрі виникають не тільки поперечні коливання, але і поздовжні, сила виникає інфразвуку пропорційна квадрату довжини хвиль. При швидкості вітру 20 м / с потужність «голоси» може досягати 3 Вт з кожного метра фронту хвилі. При певних умовах шторм генерує інфразвук потужністю вже в десятки кВт. Причому основне випромінювання інфразвуку йде приблизно в діапазоні близько 6 Гц - найбільш небезпечному для людини. Треба додати, що «голос» , поширюючись зі швидкістю звуку, значно випереджає вітер і морські хвилі, до того ж інфразвук вельми слабо розсіюється з відстанню. У принципі він може поширюватися без значного ослаблення на сотні й тисячі кілометрів, як в повітрі, так і у воді, причому швидкість водяний хвилі в кілька разів перевищує швидкість повітряної. Так що - десь вирує шторм, а за тисячу кілометрів від цього місця екіпаж якийсь шхуни сходить від 6-герцового випромінювання з розуму і в жаху кидається в абсолютно спокійне море. При коливаннях близько 6 герц людина відчуває почуття занепокоєння, часто переходить у підсвідомий жах; при 7 герцах можливий параліч серця і нервової системи; при коливаннях на порядок вище можливе руйнування технічних пристроїв. Загалом, джерел інфразвуку досить таки багато. Розвиток промислового виробництва і транспорту призвело до значного збільшення джерел інфразвуку в навколишньому середовищі і зростанням інтенсивності рівня інфразвуку. Короткий опис техногенних джерел інфразвуку наведено в таблиці, що:
Інфразвук в нашому світі
Інфразвук супроводжує нас у повсякденному оточенні. Інфразвукові шуми, вироблені градирнями теплоелектроцентралей, різними пристроями всмоктування повітря або випуску відпрацьованих газів; нечутні, але такі шкідливі інфразвукові випромінювання потужних віброплощадок, грохотів, дробарок, транспортерів. Інфразвукові хвилі активно поширюються в атмосфері. Все це позначається на нашому здоров'ї. Відомі деякі рідкісні трагічні конфлікти, імовірно пов'язані з інфразвуком. Найвидатніший акустик Т. Тарноці доповів про загибель у гроті Бордаль (Верхня Угорщина) трьох туристів в умовах різкої зміни атмосферного тиску. У поєднанні з вузьким і довгим вхідним коридором грот являв собою подобу низькочастотного резонатора, а це могло послужити причиною різкого збільшення коливань тиску інфразвуковий частоти.
Періодично спостерігалося поява судів - "летючих голландців" з мертвими на борту також іноді імовірно приписували потужним інфразвукових коливань, що виникають під час сильних штормів і тайфунів. Якщо ми змогли б забезпечити всі судна найпростішими інфразвуковими самописцями рівня (інфразвукового шуму), щоб можна було зіставити потім зміни самопочуття екіпажу із записаними коливаннями тиску повітряного середовища. Поки ж фахівці з охорони навколишнього середовища обмежилися тим, що встановили, наприклад, приймачі інфразвуку у верхніх частинах "точкових" будівель і при цьому виявили наступне: під час сильних поривів вітру рівень інфразвукових коливань (частоти 0.1 Гц) досягав на тридцятому поверсі 140 дБ, тобто навіть дещо перевищував поріг больового відчуття вуха в діапазоні чутних частот. В одному експерименті показано, що навіть невелика, порівняно з довгою інфразвуковий хвилі, кімната може служити хвильовим резонатором з частотою 5,5 Гц. Експериментально показано, що знаходження в різних частинах навіть невеликого приміщення здатне викликати різноспрямовану реакцію органів і систем людини і тварин. У людини, яка знаходиться в одному кінці приміщення, падає працездатність, зменшується частота відмінності звукових імпульсів і світлових мигтіння, різко активується активність регуляції судинної системи і розвивається реакція гіперкоагуляції крові (сверхсвертиваемості крові).
Це пов'язано з прямою дією інфразвуку на стінки кровоносних судин. У той же самий час у людини, що знаходився в протилежному кінці приміщення помірно, але статистично достовірно, зростає працездатність, зменшується активність згортають систем крові та поліпшуються показники реакції на частоту світлових мигтіння і звукових імпульсів.
Залежність відповідної реакції організму на знаходження людини і тварин у різних частинах одного й того ж приміщення зберігалася в межах перевіреної інтенсивності інфразвуку від 80 до 120 дБ і частотах 8, 10 і 12 Гц.
Гранично-допустимі рівні (ПДУ) звукового тиску на робочих місцях встановлюється СН (санітарні норми) 2.2.4/1.8.583-96 диференційовано для різних видів робіт. Загальний рівень звукового тиску для робіт різного ступеня тяжкості не повинен перевищувати 100 дБ, для робіт різного ступеня інтелектуально-емоційної напруженості не більше 95 дБ.
Застосування інфразвуку в медицині
В даний час інфразвук починають повільно використовувати в медицині. В основному при лікуванні раку (видалення пухлин), у мікрохірургії ока (лікування захворювань рогівки) і в деяких інших областях. У Росії вперше лікування інфразвуком рогівки ока застосували в Російській дитячій клінічній лікарні. У перші в практиці дитячої офтальмології при лікуванні захворювань рогівки застосований інфразвук і інфразвуковий фонофорез. П одведеніе лікарських речовин до рогівці за допомогою інфразвуку дозволило не тільки прискорити процес одужання, але й сприяло розсмоктуванню стійких помутнінь рогівки, а також знизити кількість рецидивів захворювання. Зараз існує чимало фізіоотерапевтіческіх апаратів використовують метод лікування інфразвуком. Але вони мають застосування лише у вузьких спеціалізаціях. По застосуванню інфразвуку проти раку відомо дуже мало, існують поодинокі пристрою такого типу. Хоча перспективність їх застосування не викликає великих сумнівів. Складність застосування обумовлена тим, що інфразвук робить згубний вплив на живий організм, потрібно провести сотні випробувань і багато років роботи, щоб знайти підходящі параметри впливу. Майбутнє цього методу не за горами.
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. Ритми характерні для більшості систем організму людини лежать в інфразвукових діапазоні:
· Скорочення серця 1-2 Гц
· Дельта-ритм мозку (стан сну) 0,5-3,5 Гц
· Альфа-ритм мозку (стан спокою) 8-13 Гц
· Бета-ритм мозку (розумова робота) 14-35 Гц [6,138].
Внутрішні органи вібрують теж з інфразвуковими частотами. У инфразвуковом діапазоні знаходиться ритм кишечника. На думку Гавро, при 7 Гц можливий параліч серця і нервової системи.
Досить ефективно, в сенсі впливу на людину, задіювання механічного резонансу пружних коливань з частотами нижче 16 Гц, зазвичай не сприймаються на слух. Найнебезпечнішим тут вважається проміжок від 6 до 9 Гц. Значні психотропні ефекти найсильніше висловлюється на частоті 7 Гц, співзвучною альфарітму природних коливань мозку, причому будь-яка розумова робота в цьому випадку робиться неможливою, оскільки здається, що голова ось - ось розірветься на дрібні шматочки. Звук малої інтенсивності викликає нудоту і дзвін у вухах, а також погіршення зору і несвідомий страх. Звук середньої інтенсивності засмучує органи травлення і мозок, народжуючи параліч, загальну слабкість, а іноді сліпоту. Пружний могутній інфразвук здатний пошкодити, і навіть повністю зупинити серце. Зазвичай неприємні відчуття починаються з 120 дБ напруженості, що травмують - з 130 дБ. Інфрачастоти близько 12 Гц при силі в 85-110 дБ, наводять напади морської хвороби і запаморочення, а коливання частотою 15-18 Гц при тій же інтенсивності вселяють відчуття неспокою, невпевненості і, нарешті, панічного страху (!). Може бути, в цьому також "винен" резонанс. У фізиці резонансом називають збільшення амплітуди коливань об'єкта, коли його власна частота коливань збігається з частотою зовнішньої дії. Якщо таким об'єктом виявиться внутрішній орган, кровоносна або нервова система, то порушення їх функціонування і навіть механічне руйнування, цілком реально. Нижче приведені дослідження медиків в області дії інфразвуку на організм людини: Медики звернули увагу на небезпечний резонанс черевної порожнини, що має місце при коливаннях з частотою 4-8 Гц. Спробували стягувати (спочатку на моделі) область живота ременями. Частоти резонансу дещо підвищилися, проте фізіологічний вплив інфразвуку не послабився. Вплив інфразвуку на деякі органи й системи: Легкі і серце, як всякі об'ємні резонуючі системи, також схильні до інтенсивних коливань при збігу частот їх резонансів з частотою інфразвуку. Найменше опір інфразвуку надають стінки легенів, що врешті-решт може викликати їх пошкодження. Мозок. Тут картина взаємодії з інфразвуком особливо складна. Невеликій групі випробовуваних було запропоновано вирішити нескладні завдання спочатку при впливі шуму з частотою нижче 15 герц і рівнем приблизно 115 дБ, потім при дії алкоголю і, нарешті, при дії обох факторів одночасно. Була встановлена аналогія впливу на людину алкоголю і інфразвукового опромінення. При одночасному вплив цих факторів ефект посилювався, здатність до найпростішої розумової роботи помітно погіршувалася. В інших дослідах було встановлено, що і мозок може резонувати на певних частотах. Крім резонансу мозку як пружно-інерційного тіла виявилася можливість "перехресного" ефекту резонансу інфразвуку з частотою a-і b-хвиль, які існують у мозку кожної людини. Ці біологічні хвилі виразно виявляються на енцефалограмах, і за їх характером лікарі судять про тих чи інших захворюваннях мозку. Висловлено припущення про те, що випадкова стимуляція біоволн інфразвуком відповідної частоти може впливати на фізіологічний стан мозку. Кровоносні судини. Тут є деякі статистичні дані. У дослідах французьких акустиків і фізіологів 42 молодих людини протягом 50 хвилин зазнали впливу інфразвуку з частотою 7.5 Гц і рівнем 130 дБ. У всіх досліджуваних виникло помітне збільшення нижньої межі артеріального тиску. При дії інфразвуку фіксувалися зміни ритму серцевих скорочень і дихання, ослаблення функцій зору та слуху, підвищена стомлюваність і інші порушення. У процесі еволюції в людини, мабуть, сформувався центр, чутливий до інфразвукових коливань, провісників землетрусів і вулканічних вивержень. Комплекс реакцій, які повинні виявлятися при дії па цей центр: уникати замкнутих просторів, для того щоб не потрапити в завал, прагне піти від поруч знаходяться об'єктів, що загрожують обвалитися; бігти «світ за очі», для того щоб вийти з району стихійного лиха. І зараз можна спостерігати подібну реакцію в багатьох тварин. У той же час при безпосередньому впливі на організм виникають неконкретні реакції, такі як млявість, слабкість і різні розлади, так само як, наприклад, при опроміненні рентгенівськими променями, високочастотними радіохвилями. Людина втратив високу чутливість до інфразвукових коливань, але при великій інтенсивності стародавня захисна реакція пробуджується, блокуючи можливості свідомої поведінки. Слід підкреслити, що страх не буде викликаний зовнішніми образами, а буде як би «виходити зсередини». У людини буде відчуття, почуття «чогось жахливого». У залежності від інтенсивності інфразвукових коливань, що знаходяться на кораблі люди будуть відчувати різні ступені паніки і неадекватних дій (тут доречно згадати «Одіссею» Гомера). Дана гіпотеза в принципі проливає світло на зникнення моряків у знаменитому Бермудському трикутнику, висуваючи як причини, наприклад, масове самогубство (цією версією можна пояснити до 30-50% всіх пригод на Бермудах).
Захист від інфразвукового впливу
Можна з упевненістю сказати? що способів боротьби з інфразвуком не так вже й багато. Громадські заходи боротьби з шумом почали розроблятися вже давно. Наприклад, Юлій Цезар майже 2000 років тому в Римі заборонив їзду вночі на гуркітливих колісницях. А 400 років тому королева Англії Єлизавета III заборонила чоловікам бити своїх дружин після 10 години вечора, "щоб їх крики не турбували сусідів". Багато інших заборони так само вводилися в різних країнах в різні історичні періоди. Зараз вже в світовому масштабі вживаються заходи боротьби із шумовим забрудненням середовища: вдосконалюються двигуни та інші частини машин, цей фактор враховується при проектуванні трас і житлових районів, використовуються звукоізолюючі матеріали і конструкції, що екранують пристрої, зелені насадження. Але слід пам'ятати, що і кожен з нас повинен бути активним учасником цієї боротьби з шумом. Слід вживати заходів для зниження інтенсивності аеродинамічних процесів - обмеження швидкостей руху транспорту, зниження швидкостей витікання рідин (авіаційні і ракетні двигуни, двигуни внутрішнього згоряння, системи скидання пари теплових електростанцій і т.д.). У техніці, боротьбу з інфразвуком у джерелі виникнення необхідно вести в напрямку зміни режиму роботи технологічного устаткування - збільшення його швидкохідні (наприклад, збільшення числа робочих ходів ковальсько-пресових машин, щоб основна частота проходження силових імпульсів лежала за межами інфразвукового діапазону). При виборі конструкцій перевага повинна віддаватися малогабаритним машинам великої твердості, тому що в конструкціях із плоскими поверхнями великої площі і малої твердості створюються умови для генерації інфразвуку. Як індивідуальні засоби захисту рекомендується застосування навушників, вкладишів, що захищають вухо від несприятливої дії супутнього шуму. До мір профілактики організаційного плану варто віднести дотримання режиму праці та відпочинку, заборона понаднормових робіт. При контакті з ультразвуком більш 50% робочого часу рекомендуються перерви тривалістю 15 хв через кожні 1,5 години роботи. Значний ефект дає комплекс фізіотерапевтичних процедур - масаж, УТ-опромінення, водні процедури, вітамінізація й ін Деякі дослідники поділяють дія інфразвуку на чотири градації - від слабкої до ... смертельною. Класифікація - річ хороша, але вона виглядає досить безпорадно, якщо невідомо, з чим пов'язано прояв кожної градації. Застосування звукоізоляції інфразвуку на практиці представляє досить складну інженерну задачу, оскільки потрібні досить потужні будівельні конструкції з масою одного квадратного метра ізоляції не менше 105-106 кг. На наступне малюнку представлені спектри рівня інфразвуку від устаткування цеху з виробництва асфальту, заміряні в квартирах першого поверху 4 - поверхового панельного будинку, що має подвійні дерев'яні плетіння вікон. Спектр 1 відповідає вимірюванню інфразвуку в квартирі з відкритими вікнами, спектр 2 - із закритими. Звертає на себе увагу повна відсутність ефекту звукоізоляції в інфразвукових діапазоні частот. Слід зазначити, що існуючі розрахункові залежності ефективності звукоізоляції незастосовні для інфразвуку.
Не можна в кінці цієї частини не відзначити те, що в боротьбі з інфразвуком на шляхах поширення використовують глушники інтерференційного типу, вони є сучасним високоефективним засобом захисту від інфразвукових хвиль. На жаль, для докладного опису цього пристрою, наукові пізнання автора в цій галузі знаходяться не на такому високому рівні. Можна тільки сказати, що в цьому пристрої застосовуються теоретичні обгрунтування плину нелінійних процесів у поглотителях резонансного типу.
Інфразвукове (психотронне) зброя та її застосування
У XXI столітті є відомості по розробці й випробуваннях інфразвукового зброї деякими країнами - лідерами на військово-політичної світовій арені, в тому числі неодмінно США і Росією. Творці надзброї, заснованого на дії інфразвуку, стверджують, що воно повністю пригнічує супротивника, викликаючи в нього такі "невідворотні" наслідки, як нудота і блювота. В основному інфразвукове зброю застосовують проти живої сили. За даними досліджень, що проводилися в деяких країнах, інфразвукові коливання можуть впливати на центральну нервову систему і травні органи, викликаючи параліч, блювоту і спазми, приводити до загального нездужання і больовим відчуттям у внутрішніх органах, а при більш високих рівнях на частотах в одиниці Гц - до запаморочення, нудоти, втрати свідомості, а іноді до сліпоти і навіть смерті. Інфразвукове зброя може також викликати у людей панічний стан, втрату контролю над собою і непереборне бажання сховатися від джерела ураження (!), Що особливо цінно в умовах війни. Певні частоти можуть впливати на середнє вухо, викликаючи вібрації, які в свою чергу, стають причиною відчуттів схожих на ті, які бувають при закачуванні, морської хвороби. Дальність його дії визначається випромінюваної потужністю, значенням несучої частоти, шириною діаграми спрямованості та умовами поширення акустичних коливань в реальному середовищ Розробники озброєння такого виду і дослідники його жахливих наслідків витратили чимало грошей з державної скарбниці. Інфразвукове зброю - один із видів ЗМУ (зброя масового ураження), заснованого на використанні направленого випромінювання потужних інфразвукових коливань. Прототипи такої зброї вже існують і неодноразово розглядалися в якості можливого об'єкта для випробувань. Практичний інтерес представляють коливання з частотою від десятих і навіть сотих часток до одиниць Гц. Для інфразвуку характерне мале поглинання в різних середовищах, внаслідок чого інфразвукові хвилі в повітрі, у воді і в земній корі можуть розповсюджуватися на великі відстані, проникати крізь бетонні і металеві перешкоди. Ця зброя надає психотронне вплив на центральну нервову систему (центральна нервова система) людини, згодом при високих частотах виводячи з ладу весь організм. У США розробками цього секретного зброї займається Пентагон, зокрема Міноборони США. Поряд з розробками інфразвуковий гармати, там особливу увагу приділяють дослідженням по впливу цієї зброї на людину, виділяються многоміліонние трансферти. Івестно, що розробками такого виду озброєння займалися в СРСР, в кінці 80-х років. З розповіді доктора технічних наук В. Канюка: "Я очолював секретний комплекс в Підлипках. Він входив в НВО "Енергія" (керівник - акодемік В. П. Глушко). У виконанні закритого Постанови ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР від 27 січня 1986 року ми створили генератор спеціальних фізичних полів. Він був здатний коректувати поведінки величезних мас населення. Виведена на космічну орбіту, ця апаратура охоплювала своїм "лучем" територію, рівну Краснодарському краю. Кошти, щорічно виділялися на цю і суміжні з нею програми, були еквівалентні п'яти мільярдам доларів (!)..." (так, саме тих доларів за курсом близько 6 руб. За 1 у.о.) Влітку 1991 року комітет Верховної Ради СРСР опублікував моторошнувату цифру. КДБ (комітет держбезпеки, аналог нашого ФСБ чи американського ФБР), Академія наук, Міністерство оборони та інші відомства витратили на розробки психотронної зброї півмільярда повновагих дореформених рублів. Однією з головних завдань було "дистанційне медико-біологічне і психофізичний вплив на війська і населення противника". У Росії (за неофіційними даними) існують вітчизняні розробки психотронної зброї заснованого на поширенні інфразвукових хвиль "Лава - 5" і "Русло - 1". Вказується, що в класифікації засобів масового ураження (нею користуються військово-промислові комплекси розвинутих країн) з'явився пункт: "Ця зброя з впливом на генетичний апарат. У певних колах воно називається "екологічно чистим" і навіть "гуманним", що не руйнує міст і часто не вбиває більше людей, наприклад, як ядерна зброя. Незважаючи на низьку руйнує здатність, вона має більш високий ККД проти живої сили супротивника (за винятком ядерної зброї і деяких ін.) Ця зброя так само цікаво не тільки військовим, але і силам поліції, як ефективний захід впливу під час розгону демонстрацій і масових заворушеннях, воно повинно в майбутньому замінити водометні гармати, гумові кулі і палиці, сльозогінний газ та ін застарілі засоби. Його так само називають етнічним зброєю. Можна з упевненістю сказати, що інфразвукове зброя - це нова віха в розділі зброї масового ураження.
Висновок
За останні десятиліття ми багато дізналися про інфразвуку, природу походження, його поширення, вплив на людину, використанні як зброї та про ін. Не всі таємниці інфразвуку перед нами відкрилися, до цих пір багато питань залишилися відкритими. Відповіді на них доведеться шукати наступним поколінням, вони обов'язково відкриють "завісу" таємниць, яку зараз приховує природа. Свого часу Роберт Кох передбачив: "Коли-небудь людство змушене буде розправлятися з шумом так само рішуче, як воно розправляється з холерою і чумою". І це дійсно так. Вчені багатьох країн світу вирішують проблему боротьби з шумом, так як і він є джерелом інфразвуку. Проводяться всякі всілякі заходи "розправи" як над інфразвуком, так і над шумом. Це має велике значення. Зараз між вченими точиться суперечка, чи небезпечний все-таки так сильно інфразвук чи ні. Я можу з великою часткою ймовірності сказати, що він небезпечний. Особливо в руках, які не можуть його контролювати і стежити за його нерозповсюдженням (тут мається на увазі інфразвукове зброя). Інфразвук в майбутньому зможе принести багато корисного людству, головне правильно і грамотно його використовувати.
Список літератури
1. Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.wikipedia.org
2. Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.technics.com (дані з мережевого журналу)
3. Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.rdkb.ru
4. "Фізична енциклопедія" гол. ред. А. М. Прохоров, Москва: Радянська енциклопедія, 1990 р., (другий том).
5. "Боротьба з шумом і звуковий вібрацією", Москва, 1989р., (Стор. 53-59).
6. "Коливання судинної стінки при дії інфразвуку", Боєнко І. В., Фрайман Б. Я., Воронеж, 1983 р., (стор. 1-8).
Інфразвук (від латинського infra - нижче, під), пружні хвилі, аналогічні звуковим, але з частотами нижче області чутних людиною частот. Зазвичай за верхню межу інфразвуковий області приймають частоти 16-25 Гц. Нижня межа інфразвукового діапазону невизначена. Практичний інтерес можуть представляти коливання від десятих і навіть сотих часток Гц., Тобто з періодами в десяток секунд. Зазвичай слух людини сприймає коливання в межах 16-20000 Гц (коливань в секунду). Інфразвук викликає нервове перенапруження, нездужання, запаморочення, зміна діяльності внутрішніх органів, особливо нервової та серцево - судинної систем. 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 Гц. 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. Довжина інфразвуковий хвилі досить велика (на частоті 3.5 Гц вона дорівнює 100 метрам), проникнення в тканини тіла також велике. Можна сказати, що людина чує інфразвук <всім тілом>. У цій роботі описані основні теми, що стосуються інфразвуку.
Джерела інфразвукових хвиль
| 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 метро | 3-20 Гц | До 75-95 дБ |
| Реактивні літаки | Близько 20 Гц | Зовні до 130 дБ |
Інфразвук в нашому світі
Інфразвук супроводжує нас у повсякденному оточенні. Інфразвукові шуми, вироблені градирнями теплоелектроцентралей, різними пристроями всмоктування повітря або випуску відпрацьованих газів; нечутні, але такі шкідливі інфразвукові випромінювання потужних віброплощадок, грохотів, дробарок, транспортерів. Інфразвукові хвилі активно поширюються в атмосфері. Все це позначається на нашому здоров'ї. Відомі деякі рідкісні трагічні конфлікти, імовірно пов'язані з інфразвуком. Найвидатніший акустик Т. Тарноці доповів про загибель у гроті Бордаль (Верхня Угорщина) трьох туристів в умовах різкої зміни атмосферного тиску. У поєднанні з вузьким і довгим вхідним коридором грот являв собою подобу низькочастотного резонатора, а це могло послужити причиною різкого збільшення коливань тиску інфразвуковий частоти.
Періодично спостерігалося поява судів - "летючих голландців" з мертвими на борту також іноді імовірно приписували потужним інфразвукових коливань, що виникають під час сильних штормів і тайфунів. Якщо ми змогли б забезпечити всі судна найпростішими інфразвуковими самописцями рівня (інфразвукового шуму), щоб можна було зіставити потім зміни самопочуття екіпажу із записаними коливаннями тиску повітряного середовища. Поки ж фахівці з охорони навколишнього середовища обмежилися тим, що встановили, наприклад, приймачі інфразвуку у верхніх частинах "точкових" будівель і при цьому виявили наступне: під час сильних поривів вітру рівень інфразвукових коливань (частоти 0.1 Гц) досягав на тридцятому поверсі 140 дБ, тобто навіть дещо перевищував поріг больового відчуття вуха в діапазоні чутних частот. В одному експерименті показано, що навіть невелика, порівняно з довгою інфразвуковий хвилі, кімната може служити хвильовим резонатором з частотою 5,5 Гц. Експериментально показано, що знаходження в різних частинах навіть невеликого приміщення здатне викликати різноспрямовану реакцію органів і систем людини і тварин. У людини, яка знаходиться в одному кінці приміщення, падає працездатність, зменшується частота відмінності звукових імпульсів і світлових мигтіння, різко активується активність регуляції судинної системи і розвивається реакція гіперкоагуляції крові (сверхсвертиваемості крові).
Це пов'язано з прямою дією інфразвуку на стінки кровоносних судин. У той же самий час у людини, що знаходився в протилежному кінці приміщення помірно, але статистично достовірно, зростає працездатність, зменшується активність згортають систем крові та поліпшуються показники реакції на частоту світлових мигтіння і звукових імпульсів.
Залежність відповідної реакції організму на знаходження людини і тварин у різних частинах одного й того ж приміщення зберігалася в межах перевіреної інтенсивності інфразвуку від 80 до 120 дБ і частотах 8, 10 і 12 Гц.
Гранично-допустимі рівні (ПДУ) звукового тиску на робочих місцях встановлюється СН (санітарні норми) 2.2.4/1.8.583-96 диференційовано для різних видів робіт. Загальний рівень звукового тиску для робіт різного ступеня тяжкості не повинен перевищувати 100 дБ, для робіт різного ступеня інтелектуально-емоційної напруженості не більше 95 дБ.
Застосування інфразвуку в медицині
В даний час інфразвук починають повільно використовувати в медицині. В основному при лікуванні раку (видалення пухлин), у мікрохірургії ока (лікування захворювань рогівки) і в деяких інших областях. У Росії вперше лікування інфразвуком рогівки ока застосували в Російській дитячій клінічній лікарні. У перші в практиці дитячої офтальмології при лікуванні захворювань рогівки застосований інфразвук і інфразвуковий фонофорез. П одведеніе лікарських речовин до рогівці за допомогою інфразвуку дозволило не тільки прискорити процес одужання, але й сприяло розсмоктуванню стійких помутнінь рогівки, а також знизити кількість рецидивів захворювання. Зараз існує чимало фізіоотерапевтіческіх апаратів використовують метод лікування інфразвуком. Але вони мають застосування лише у вузьких спеціалізаціях. По застосуванню інфразвуку проти раку відомо дуже мало, існують поодинокі пристрою такого типу. Хоча перспективність їх застосування не викликає великих сумнівів. Складність застосування обумовлена тим, що інфразвук робить згубний вплив на живий організм, потрібно провести сотні випробувань і багато років роботи, щоб знайти підходящі параметри впливу. Майбутнє цього методу не за горами.
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. Ритми характерні для більшості систем організму людини лежать в інфразвукових діапазоні:
· Скорочення серця 1-2 Гц
· Дельта-ритм мозку (стан сну) 0,5-3,5 Гц
· Альфа-ритм мозку (стан спокою) 8-13 Гц
· Бета-ритм мозку (розумова робота) 14-35 Гц [6,138].
Внутрішні органи вібрують теж з інфразвуковими частотами. У инфразвуковом діапазоні знаходиться ритм кишечника. На думку Гавро, при 7 Гц можливий параліч серця і нервової системи.
Досить ефективно, в сенсі впливу на людину, задіювання механічного резонансу пружних коливань з частотами нижче 16 Гц, зазвичай не сприймаються на слух. Найнебезпечнішим тут вважається проміжок від 6 до 9 Гц. Значні психотропні ефекти найсильніше висловлюється на частоті 7 Гц, співзвучною альфарітму природних коливань мозку, причому будь-яка розумова робота в цьому випадку робиться неможливою, оскільки здається, що голова ось - ось розірветься на дрібні шматочки. Звук малої інтенсивності викликає нудоту і дзвін у вухах, а також погіршення зору і несвідомий страх. Звук середньої інтенсивності засмучує органи травлення і мозок, народжуючи параліч, загальну слабкість, а іноді сліпоту. Пружний могутній інфразвук здатний пошкодити, і навіть повністю зупинити серце. Зазвичай неприємні відчуття починаються з 120 дБ напруженості, що травмують - з 130 дБ. Інфрачастоти близько 12 Гц при силі в 85-110 дБ, наводять напади морської хвороби і запаморочення, а коливання частотою 15-18 Гц при тій же інтенсивності вселяють відчуття неспокою, невпевненості і, нарешті, панічного страху (!). Може бути, в цьому також "винен" резонанс. У фізиці резонансом називають збільшення амплітуди коливань об'єкта, коли його власна частота коливань збігається з частотою зовнішньої дії. Якщо таким об'єктом виявиться внутрішній орган, кровоносна або нервова система, то порушення їх функціонування і навіть механічне руйнування, цілком реально. Нижче приведені дослідження медиків в області дії інфразвуку на організм людини: Медики звернули увагу на небезпечний резонанс черевної порожнини, що має місце при коливаннях з частотою 4-8 Гц. Спробували стягувати (спочатку на моделі) область живота ременями. Частоти резонансу дещо підвищилися, проте фізіологічний вплив інфразвуку не послабився. Вплив інфразвуку на деякі органи й системи: Легкі і серце, як всякі об'ємні резонуючі системи, також схильні до інтенсивних коливань при збігу частот їх резонансів з частотою інфразвуку. Найменше опір інфразвуку надають стінки легенів, що врешті-решт може викликати їх пошкодження. Мозок. Тут картина взаємодії з інфразвуком особливо складна. Невеликій групі випробовуваних було запропоновано вирішити нескладні завдання спочатку при впливі шуму з частотою нижче 15 герц і рівнем приблизно 115 дБ, потім при дії алкоголю і, нарешті, при дії обох факторів одночасно. Була встановлена аналогія впливу на людину алкоголю і інфразвукового опромінення. При одночасному вплив цих факторів ефект посилювався, здатність до найпростішої розумової роботи помітно погіршувалася. В інших дослідах було встановлено, що і мозок може резонувати на певних частотах. Крім резонансу мозку як пружно-інерційного тіла виявилася можливість "перехресного" ефекту резонансу інфразвуку з частотою a-і b-хвиль, які існують у мозку кожної людини. Ці біологічні хвилі виразно виявляються на енцефалограмах, і за їх характером лікарі судять про тих чи інших захворюваннях мозку. Висловлено припущення про те, що випадкова стимуляція біоволн інфразвуком відповідної частоти може впливати на фізіологічний стан мозку. Кровоносні судини. Тут є деякі статистичні дані. У дослідах французьких акустиків і фізіологів 42 молодих людини протягом 50 хвилин зазнали впливу інфразвуку з частотою 7.5 Гц і рівнем 130 дБ. У всіх досліджуваних виникло помітне збільшення нижньої межі артеріального тиску. При дії інфразвуку фіксувалися зміни ритму серцевих скорочень і дихання, ослаблення функцій зору та слуху, підвищена стомлюваність і інші порушення. У процесі еволюції в людини, мабуть, сформувався центр, чутливий до інфразвукових коливань, провісників землетрусів і вулканічних вивержень. Комплекс реакцій, які повинні виявлятися при дії па цей центр: уникати замкнутих просторів, для того щоб не потрапити в завал, прагне піти від поруч знаходяться об'єктів, що загрожують обвалитися; бігти «світ за очі», для того щоб вийти з району стихійного лиха. І зараз можна спостерігати подібну реакцію в багатьох тварин. У той же час при безпосередньому впливі на організм виникають неконкретні реакції, такі як млявість, слабкість і різні розлади, так само як, наприклад, при опроміненні рентгенівськими променями, високочастотними радіохвилями. Людина втратив високу чутливість до інфразвукових коливань, але при великій інтенсивності стародавня захисна реакція пробуджується, блокуючи можливості свідомої поведінки. Слід підкреслити, що страх не буде викликаний зовнішніми образами, а буде як би «виходити зсередини». У людини буде відчуття, почуття «чогось жахливого». У залежності від інтенсивності інфразвукових коливань, що знаходяться на кораблі люди будуть відчувати різні ступені паніки і неадекватних дій (тут доречно згадати «Одіссею» Гомера). Дана гіпотеза в принципі проливає світло на зникнення моряків у знаменитому Бермудському трикутнику, висуваючи як причини, наприклад, масове самогубство (цією версією можна пояснити до 30-50% всіх пригод на Бермудах).
Захист від інфразвукового впливу
Можна з упевненістю сказати? що способів боротьби з інфразвуком не так вже й багато. Громадські заходи боротьби з шумом почали розроблятися вже давно. Наприклад, Юлій Цезар майже 2000 років тому в Римі заборонив їзду вночі на гуркітливих колісницях. А 400 років тому королева Англії Єлизавета III заборонила чоловікам бити своїх дружин після 10 години вечора, "щоб їх крики не турбували сусідів". Багато інших заборони так само вводилися в різних країнах в різні історичні періоди. Зараз вже в світовому масштабі вживаються заходи боротьби із шумовим забрудненням середовища: вдосконалюються двигуни та інші частини машин, цей фактор враховується при проектуванні трас і житлових районів, використовуються звукоізолюючі матеріали і конструкції, що екранують пристрої, зелені насадження. Але слід пам'ятати, що і кожен з нас повинен бути активним учасником цієї боротьби з шумом. Слід вживати заходів для зниження інтенсивності аеродинамічних процесів - обмеження швидкостей руху транспорту, зниження швидкостей витікання рідин (авіаційні і ракетні двигуни, двигуни внутрішнього згоряння, системи скидання пари теплових електростанцій і т.д.). У техніці, боротьбу з інфразвуком у джерелі виникнення необхідно вести в напрямку зміни режиму роботи технологічного устаткування - збільшення його швидкохідні (наприклад, збільшення числа робочих ходів ковальсько-пресових машин, щоб основна частота проходження силових імпульсів лежала за межами інфразвукового діапазону). При виборі конструкцій перевага повинна віддаватися малогабаритним машинам великої твердості, тому що в конструкціях із плоскими поверхнями великої площі і малої твердості створюються умови для генерації інфразвуку. Як індивідуальні засоби захисту рекомендується застосування навушників, вкладишів, що захищають вухо від несприятливої дії супутнього шуму. До мір профілактики організаційного плану варто віднести дотримання режиму праці та відпочинку, заборона понаднормових робіт. При контакті з ультразвуком більш 50% робочого часу рекомендуються перерви тривалістю 15 хв через кожні 1,5 години роботи. Значний ефект дає комплекс фізіотерапевтичних процедур - масаж, УТ-опромінення, водні процедури, вітамінізація й ін Деякі дослідники поділяють дія інфразвуку на чотири градації - від слабкої до ... смертельною. Класифікація - річ хороша, але вона виглядає досить безпорадно, якщо невідомо, з чим пов'язано прояв кожної градації. Застосування звукоізоляції інфразвуку на практиці представляє досить складну інженерну задачу, оскільки потрібні досить потужні будівельні конструкції з масою одного квадратного метра ізоляції не менше 105-106 кг. На наступне малюнку представлені спектри рівня інфразвуку від устаткування цеху з виробництва асфальту, заміряні в квартирах першого поверху 4 - поверхового панельного будинку, що має подвійні дерев'яні плетіння вікон. Спектр 1 відповідає вимірюванню інфразвуку в квартирі з відкритими вікнами, спектр 2 - із закритими. Звертає на себе увагу повна відсутність ефекту звукоізоляції в інфразвукових діапазоні частот. Слід зазначити, що існуючі розрахункові залежності ефективності звукоізоляції незастосовні для інфразвуку.
Не можна в кінці цієї частини не відзначити те, що в боротьбі з інфразвуком на шляхах поширення використовують глушники інтерференційного типу, вони є сучасним високоефективним засобом захисту від інфразвукових хвиль. На жаль, для докладного опису цього пристрою, наукові пізнання автора в цій галузі знаходяться не на такому високому рівні. Можна тільки сказати, що в цьому пристрої застосовуються теоретичні обгрунтування плину нелінійних процесів у поглотителях резонансного типу.
Інфразвукове (психотронне) зброя та її застосування
У XXI столітті є відомості по розробці й випробуваннях інфразвукового зброї деякими країнами - лідерами на військово-політичної світовій арені, в тому числі неодмінно США і Росією. Творці надзброї, заснованого на дії інфразвуку, стверджують, що воно повністю пригнічує супротивника, викликаючи в нього такі "невідворотні" наслідки, як нудота і блювота. В основному інфразвукове зброю застосовують проти живої сили. За даними досліджень, що проводилися в деяких країнах, інфразвукові коливання можуть впливати на центральну нервову систему і травні органи, викликаючи параліч, блювоту і спазми, приводити до загального нездужання і больовим відчуттям у внутрішніх органах, а при більш високих рівнях на частотах в одиниці Гц - до запаморочення, нудоти, втрати свідомості, а іноді до сліпоти і навіть смерті. Інфразвукове зброя може також викликати у людей панічний стан, втрату контролю над собою і непереборне бажання сховатися від джерела ураження (!), Що особливо цінно в умовах війни. Певні частоти можуть впливати на середнє вухо, викликаючи вібрації, які в свою чергу, стають причиною відчуттів схожих на ті, які бувають при закачуванні, морської хвороби. Дальність його дії визначається випромінюваної потужністю, значенням несучої частоти, шириною діаграми спрямованості та умовами поширення акустичних коливань в реальному середовищ Розробники озброєння такого виду і дослідники його жахливих наслідків витратили чимало грошей з державної скарбниці. Інфразвукове зброю - один із видів ЗМУ (зброя масового ураження), заснованого на використанні направленого випромінювання потужних інфразвукових коливань. Прототипи такої зброї вже існують і неодноразово розглядалися в якості можливого об'єкта для випробувань. Практичний інтерес представляють коливання з частотою від десятих і навіть сотих часток до одиниць Гц. Для інфразвуку характерне мале поглинання в різних середовищах, внаслідок чого інфразвукові хвилі в повітрі, у воді і в земній корі можуть розповсюджуватися на великі відстані, проникати крізь бетонні і металеві перешкоди. Ця зброя надає психотронне вплив на центральну нервову систему (центральна нервова система) людини, згодом при високих частотах виводячи з ладу весь організм. У США розробками цього секретного зброї займається Пентагон, зокрема Міноборони США. Поряд з розробками інфразвуковий гармати, там особливу увагу приділяють дослідженням по впливу цієї зброї на людину, виділяються многоміліонние трансферти. Івестно, що розробками такого виду озброєння займалися в СРСР, в кінці 80-х років. З розповіді доктора технічних наук В. Канюка: "Я очолював секретний комплекс в Підлипках. Він входив в НВО "Енергія" (керівник - акодемік В. П. Глушко). У виконанні закритого Постанови ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР від 27 січня 1986 року ми створили генератор спеціальних фізичних полів. Він був здатний коректувати поведінки величезних мас населення. Виведена на космічну орбіту, ця апаратура охоплювала своїм "лучем" територію, рівну Краснодарському краю. Кошти, щорічно виділялися на цю і суміжні з нею програми, були еквівалентні п'яти мільярдам доларів (!)..." (так, саме тих доларів за курсом близько 6 руб. За 1 у.о.) Влітку 1991 року комітет Верховної Ради СРСР опублікував моторошнувату цифру. КДБ (комітет держбезпеки, аналог нашого ФСБ чи американського ФБР), Академія наук, Міністерство оборони та інші відомства витратили на розробки психотронної зброї півмільярда повновагих дореформених рублів. Однією з головних завдань було "дистанційне медико-біологічне і психофізичний вплив на війська і населення противника". У Росії (за неофіційними даними) існують вітчизняні розробки психотронної зброї заснованого на поширенні інфразвукових хвиль "Лава - 5" і "Русло - 1". Вказується, що в класифікації засобів масового ураження (нею користуються військово-промислові комплекси розвинутих країн) з'явився пункт: "Ця зброя з впливом на генетичний апарат. У певних колах воно називається "екологічно чистим" і навіть "гуманним", що не руйнує міст і часто не вбиває більше людей, наприклад, як ядерна зброя. Незважаючи на низьку руйнує здатність, вона має більш високий ККД проти живої сили супротивника (за винятком ядерної зброї і деяких ін.) Ця зброя так само цікаво не тільки військовим, але і силам поліції, як ефективний захід впливу під час розгону демонстрацій і масових заворушеннях, воно повинно в майбутньому замінити водометні гармати, гумові кулі і палиці, сльозогінний газ та ін застарілі засоби. Його так само називають етнічним зброєю. Можна з упевненістю сказати, що інфразвукове зброя - це нова віха в розділі зброї масового ураження.
Висновок
За останні десятиліття ми багато дізналися про інфразвуку, природу походження, його поширення, вплив на людину, використанні як зброї та про ін. Не всі таємниці інфразвуку перед нами відкрилися, до цих пір багато питань залишилися відкритими. Відповіді на них доведеться шукати наступним поколінням, вони обов'язково відкриють "завісу" таємниць, яку зараз приховує природа. Свого часу Роберт Кох передбачив: "Коли-небудь людство змушене буде розправлятися з шумом так само рішуче, як воно розправляється з холерою і чумою". І це дійсно так. Вчені багатьох країн світу вирішують проблему боротьби з шумом, так як і він є джерелом інфразвуку. Проводяться всякі всілякі заходи "розправи" як над інфразвуком, так і над шумом. Це має велике значення. Зараз між вченими точиться суперечка, чи небезпечний все-таки так сильно інфразвук чи ні. Я можу з великою часткою ймовірності сказати, що він небезпечний. Особливо в руках, які не можуть його контролювати і стежити за його нерозповсюдженням (тут мається на увазі інфразвукове зброя). Інфразвук в майбутньому зможе принести багато корисного людству, головне правильно і грамотно його використовувати.
Список літератури
1. Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.wikipedia.org
2. Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.technics.com (дані з мережевого журналу)
3. Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.rdkb.ru
4. "Фізична енциклопедія" гол. ред. А. М. Прохоров, Москва: Радянська енциклопедія, 1990 р., (другий том).
5. "Боротьба з шумом і звуковий вібрацією", Москва, 1989р., (Стор. 53-59).
6. "Коливання судинної стінки при дії інфразвуку", Боєнко І. В., Фрайман Б. Я., Воронеж, 1983 р., (стор. 1-8).