6.1. Шум. Характеристика шуму

 

Одним із найбільш розповсюджених негативних факторів, які впливають на людину, являється шум. Він завдає великої шкоди здоров'ю та виробничій діяльності людини. В результаті втоми, що виникає під дією шуму, збільшується кількість помилок при роботі, підвищується загроза виникнення травм знижується продуктивність праці.

Для успішної боротьби з шумом необхідно знати його фізичну природу, основні закономірності його виникнення і поширення.

Звук обумовлюється механічними коливаннями в пружних середовищах і тілах, частоти яких лежать в діапазоні 16-20 000 Гц, які спроможне сприймати людське вухо. Механічні коливання з такими частотами називаються звуковими, або акустичними. Нечутні механічні коливання з частотами нижче звукового діапазону (16 Гц) називають інфразвуковими, а з частотами вище звукового діапазону (20 000 Гц) ультразвуковими.

Звук, коли його джерело здійснює гармонічні коливання, називається тоном. Величина тону визначається амплітудою коливань, а висота тону частотою коливань. Шумові коливання складаються із величезної кількості гармонічних коливань з різними частотами.

Звукове поле це простір, в якому поширюються звукові хвилі.

Звуковий тиск це різниця між миттєвим значенням повного тиску і середнім тиском, який спостерігається в збурюючому середовищі.

Швидкість звуку Сr в газовому середовищі визначається з виразу, м/с:

,

де К показник адіабати; pCT тиск повітря, Па; ,

 ρ густина повітря, кг/м3.

Швидкість звуку залежить також від властивостей середовища. В повітрі при температурі 20°С і нормальному атмосферному тиску (760 мм.рт.ст.) швидкість звуку дорівнює 344 м/с, у воді - приблизно 433 м/с.

Рух звукової хвилі супроводжується переносом енергії, яка характеризується інтенсивністю звуку.

Інтенсивність звуку I це середній потік енергії в будь-якій точці середовища за одиницю часу, віднесений до одиниці площі поверхні, нормальної до напрямку розповсюдження хвилі.

Інтенсивність звуку I у вільному звуковому полі пов'язана із звуковим тиском залежністю, Вт/м:      

де р середньоквадратичне значення звукового тиску, Па;

 ρС питомий акустичний опір середовища (для повітря ρС = 444 Н·с,/м3, для води - 1,4...106 Н·с3).

Були введені логарифмічні величини рівня інтенсивності і звукового тиску, які виражаються в децибелах (дБ).

Рівень інтенсивності звуку LI визначається за формулою,

LI = 10·lg(I/Io),

де Io = 10-12 Вт/'м2 порогова величина інтенсивності.

Порогова величина інтенсивності наближено відповідає інтенсивності звуку, який тільки чути (пороговий звук) в частотній області найбільшої чуттєвості вуха людини (1000 Гц).

Рівень звукового тиску, L визначають за формулою, дБ:

L = 20·lg (р/р0),

де р0 = 2·10-5 Па – пороговий звуковий тиск, який відповідає пороговій інтенсивності звуку.

Користуватись рівнем звукового тиску зручно тому що весь великий діапазон звуків, які чутно, вкладається менше ніж в 130 дБ.

При рівні звукового тиску близько 130 дБ нормальне звукове сприйняття поступається місцем відчуттю фізичного болю у вусі і може призвести до розриву барабанної перетинки.