Ухо человека может улавливать такие звуки, частота которых варьирует в пределах от 16 до 20000 колебаний в течение секунды.
Инфразвук – это низкочастотная звуковая волна (то есть с частотой ниже 16 колебаний), ультразвук – высокочастотная звуковая волна с частотой свыше 20 тысяч колебаний. Они не воспринимаются человеческим слуховым аппаратом, и для их обнаружения требуется использование специальных приборов.
Именно огромное число исследований, в которых анализировались признаки звуковой волны и воздействие ультразвука способствовало возникновению предпосылок, позволивших использовать ультразвук в больших масштабах в различных промышленных отраслях, в выпуске отдельных лекарственных средств, в медицине, физике, современной военной технике, биологии, народном хозяйстве и повседневной жизни. Рассмотрим подробнее влияние на организм человека ультразвука.
Что такое ультразвук?
Влияние ультразвука и инфразвука на организм человека уникально. Ультразвук является звуковой волной с высокой частотой, которая может распространяться в твердых материалах, в жидкости и в газообразной среде, что обусловлено влиянием упругих сил. Происхождение ультразвука может быть как естественным, так и искусственным. Так, в природе существуют органы чувств, которые позволяют воспроизводить и получать колебания, сформированные ультразвуковой волной, например у дельфинов, летучих мышей, бабочек, китов, саранчи, кузнечиков, сверчков, отдельных видов рыб и птиц.
Благодаря этому они способны прекрасно ориентироваться в пространстве, включая ночное время, а также общаться с сородичами. Дельфины и киты могут посылать необходимые сигналы на десятки тысяч километров. Кроме того, ультразвук способны улавливать собаки и кошки. На интенсивность и скорость распространения ультразвука непосредственно воздействуют признаки того вещества, в котором он передается: если он удаляется от источника, находящегося в воздухе, то звук довольно быстро ослабевает. В жидкостях, а также при прохождении сквозь твердое вещество сила ультразвука уменьшается медленно. Каково действие на организм человека ультразвука?
Приборы для отпугивания животных и насекомых
Области лечения ультразвуком, его применения в промышленных процессах изучают специалисты с профильным образованием. В быту подобная информация обычно неинтересна. Обывателю ближе возможность избавиться от вредителей без химикатов, безопасным для близких средством. Таковым и является УЗ-оборудование. Оно работает бесшумно, с малым потреблением электроэнергии и при этом высокоэффективно в борьбе с разной напастью.
Особенности приборов для отпугивания ультразвуком кошек, крыс, собак и насекомых:
- в основном требуют постоянного подключения к сети энергоснабжения;
- на каждый вид живых существ, от которых хочется избавиться, нужно отдельное решение;
- иногда люди все-таки слышат непрерывный писк, издаваемый оборудованием.
В любом случае не обходится без недостатков. На применение ультразвуковых отпугивателей дома негативно реагируют домашние животные (собаки, кошки, морские свинки и прочие). Иногда те же признаки чувствуют люди. Это головная боль, бессонница ночью, сонливость днем, раздраженность или общее угнетение нервной системы. Избавиться от таких последствий получится только после отключения прибора.
Отличие от обычного звука
От обычного звука он отличается тем, что распространяется во всех направлениях от источника. Ультразвук по сути своей является волной в форме узкого луча. Такие особенности позволяют применять его для исследования морского и океанского дна, обнаружения затонувших кораблей и подводных лодок, а также различных препятствий, находящихся под водой, и точного расстояния.
Но при распространении в воде ультразвуковые волны могут причинить вред тем организмам, которые в ней обитают. Под влиянием ультразвука у рыб нарушается чувство равновесия, они всплывают к поверхности воды вверх животом, и поэтому не могут принять свое нормальное положение. Если воздействие ультразвука интенсивное и продолжительное, превышает допустимые пределы, то в конечном итоге это станет причиной очень серьезных повреждений и даже смерти рыб. Если же его влияние временное, а интенсивность не слишком высокая, после прекращения его образ жизни и поведение рыб возвращаются в привычные рамки.
Влияние на организм человека ультразвука
Ультразвук воздействует на организм человека аналогичным образом. Во время проведения эксперимента в сложенную в форме чаши ладонь наливали воду, после чего испытуемый погружал ее в ультразвуковое пространство. При этом у него отмечались болезненные неприятные ощущения. Какое влияние ультразвука на организм человека, знают не все.
Стоит отметить, что сущность биологического влияния ультразвука до настоящего времени все еще не изучена до конца. Но с большей вероятностью оно основывается на локальных давлениях, возникающих в тканях, а также местном тепловом эффекте, который связан напрямую с поглощением энергии, происходящим при подавлении вибраций. Так как газообразная и жидкая среды способны отлично поглощать ультразвук, в то время как твердые вещества его проводят, скелетная система тела человека также представляет собой хороший проводник. Ультразвуковое воздействие в организме человека в первую очередь провоцирует появление термического эффекта, являющегося следствием энергетической трансформации волны ультразвука в тепло. Что еще нужно знать про ультразвук и его влияние на организм человека?
Понятие ультразвука
Изучали возможности применения ультразвука еще в XIX веке. Тогда сразу две группы ученых — из Англии и Франции занимались изучением распространения различных волн в воде. В 1883 году появился первый прибор, который работал в ультразвуковом диапазоне (свисток). Примерно в это же время братья Кюри разработали компактные пьезоэлектрические резонаторы. Чем и положили начало создания небольшого по размеру оборудования.
Исторические вехи в работе над аппаратами с ультразвуком:
- 1916 год — выпуск первого эхолота, основанного на кварцевых элементах;
- 1928 год — начало использования в дефектоскопии для выявления трещин, раковин;
- 1936 год — первые опыты по ультразвуковой сварке материалов;
- 1937 год — попытки применения для обнаружения опухоли головного мозга.
Начиная с 50–60 годов XX века свойства этого вида звуковых волн изучили настолько, что начали применять их буквально «везде». Например, создали аппараты чистки ультразвуком от загрязнений и старой покраски. Поверхность после такой обработки сохраняет первозданный вид, при этом для работы не требуются абразивные вещества. Схожая ситуация с включением ультразвука от крыс — грызуны уходят из помещения без применения отравляющих средств.
Стимулирует кровообращение
Помимо этого, он становится причиной микроскопических растяжений и сжатий ткани (это называется микромассажем), а также стимулирует кровообращение. В связи с этим происходит улучшение функционирования разных тканей организма человека и кровотока. Кроме того, ультразвук может оказывать стимулирующее влияние на протекание процессов обмена и рефлекторно-нервное действие. Он способствует изменениям не только в органах, на которые воздействует, но также на другие органы и ткани.
Вред интенсивного влияния
При этом интенсивное и продолжительное влияние разрушает клетки и приводит к их гибели. Связано это с тем, что в жидкостях организма под воздействием ультразвука формируются полости (такое явление называется кавитацией), из-за чего происходит отмирание тканей. Волна ультразвука способна также разрушить многие микроорганизмы, а это способствует инактивации таких вирусов, как энцефалит либо полиомиелит. Влияние ультразвука на белок вызывает нарушение структуры составляющих его частиц и дальнейший их распад. Кроме того, он разрушает в крови эритроциты и лейкоциты, ее свертываемость и вязкость значительно повышаются, также происходит ускорение РОЭ. Волна ультразвука угнетающе воздействует на клеточное дыхание, снижает количество кислорода, потребляемого ею, становится причиной инактивации ряда гормонов и ферментов.
Так что влияние на организм человека ультразвука все же не очень хорошее.
Глава 3. Экспериментальная часть
Для измерения уровней шума объективным методом пользуются шумомерами. В этих приборах шум воспринимается с помощью широкополосного микрофона, который преобразует звуковые колебания в электрические. Последние усиливаются и подаются на выпрямитель стрелочного прибора(измеритель).
Мы измеряли уровень шума вторым методом. Мы использовали два шумомера, установленные в мобильный телефон, благодаря приложениям «шумомер» и «sound Meter».
Результаты исследования показывают, что в учебных кабинетах превышен допустимый уровень шума. Также значительно выше допустимого уровня уровень шума в кабинете музыки, в спортзале. В коридорах во время перемен, в столовой во время питания учащихся уровень шума приближен к допустимой норме.
3.1 Виды источников шумов в школе
В ходе наших наблюдений мы выявили, что основными источниками звуков и шумов в школе являются разговоры учителей, учащихся, крики, звонок (на урок и с урока), компьютеры, музыка на дискотеке, сотовые телефоны, наушники от сотовых телефонов, плееры, музыкальные центры, радиоприемники, магнитофоны.
3.2 Влияние акустических явлений на состояние учеников
Длительное воздействие шума оказывает влияние на психологическое состояние: учащиеся отмечают жалобы на быструю утомляемость, снижение внимания и сосредоточенности и работоспособности, ухудшение настроения, нарушение сна, общую слабость, повышение раздражительности.
Многим детям нравятся громкие звуки. Многих детей раздражают громкие разговоры, смех, крики, галдеж, звуки игр на компьютере, громкая музыка и т.д. Большинство учащихся осознают негативное влияние звука на состояние здоровья. Часть учеников не знают о вредном воздействии шума на состояние здоровья. Многие согласились с тем, что шум вызывает усталость после уроков и может стать причиной болезни.
Последствия для человеческого организма
Высокоинтенсивный ультразвук может вызвать такие последствия у человека:
— появление усиленного болевого синдрома;
— облысение;
— гемолиз;
— помутнение хрусталика и роговицы глаза;
— увеличение содержания молочной и мочевой кислоты, холестерина в крови;
— небольшие кровоизлияния в ряде органов и тканей организма;
— значительные дефекты со стороны слуха;
— патологическое формирование и разрушение костной ткани;
— разрушение нервных клеток и клеток Кортиева органа. Это основные заболевания, вызванные воздействием ультразвука.
В результате продолжительного влияния ультразвука появляются чрезмерная сонливость, головокружения, высокая утомляемость, симптомы вегетососудистой дистонии (расстройства сна, дефекты памяти, апатия, нерешительность, уменьшение аппетита, пугливость, склонность к состоянию депрессии и т. п.).
Где чаще всего применяется воздействие ультразвука на организм?
Нетермические эффекты
Нетермические эффекты ультразвука исследованы in vitro («в пробирке»). К ним относятся:
- Увеличение скорости обратного развития воспаления;
- Ускорение фибринолиза (то есть разрушения кровяного сгустка);
- Стимуляция активности фибробластов (клетки соединительной ткани), активация биосинтеза белков, регенерации тканей, заживление переломов костей, активация ангиогенеза (роста новых сосудов);
- Увеличение плотности коллагеновых фибрилл (компонент соединительной ткани);
- Увеличение растяжимости сухожилий.
Использование ультразвука в области медицины
Терапевтическое влияние ультразвука обусловлено способностью его к проникновению в ткани, их прогреванию и микромассажу. Необходимо отметить, что ультразвук, вероятно, обладает рядом специфических особенностей воздействия, поскольку глубокое прогревание тканей достигается и посредством других методик, но положительный эффект в некоторых случаях наступает только после использования ультразвука.
С учетом рефлекторного механизма можно использовать ультразвук не только для того, чтобы он прямо воздействовал на эпицентр боли, но также для влияния косвенного.
Благодаря свойствам, указанным выше, ультразвук при ряде условий способен оказывать бактерицидное, спазмолитическое, противовоспалительное и болеутоляющее действие. Использование ультразвука может сочетаться с другими терапевтическими приемами. Из-за повышенной биологической активности необходимо соблюдать осторожность при лечении ультразвуком. Положительные результаты при его терапевтическом применении получены в ряде заболеваний. Очень эффективен он при лечении невралгий, миальгий, невритов ампутированных конечностей, периартритов, артритов и артрозов. Вреден ли ультразвук для человека, интересно многим.
Дистанционная ударно-волновая литотрипсия
Хирургическое удаление камня из почки или мочеточника – это крайняя мера, к которой сейчас прибегают лишь в исключительных случаях. Предпочтение сегодня отдается малотравматичным методикам дробления камней. Одним из наиболее перспективных методов лечения мочекаменной болезни сегодня является дистанционная ударно-волновая литотрипсия. Импульсы свободно проникают через окружающие ткани, а передача энергии осуществляется только в области фокуса – «рабочего пятна». Это вызывает постепенное «расшатывание» и разрушение кристаллической решетки камня почек или др. В результате такого лечения болезни один большой камень распадается на некоторое количество более мелких по размеру фрагментов, которые выводятся сами естественным путём.
Общее воздействие
Общее воздействие ультразвука на человеческий организм подтверждается, в частности, тем, что при поражении ряда суставов зачастую достаточно ограничиться терапией какого-либо из них, поскольку при этом отмечается параллельное улучшение остальных суставов. Положительные результаты были получены при лечении с помощью ультразвука спондилитов, болезни Бехтерева, варикозных, вяло гранулирующих и трофических язв, облитерирующих эндартериитов.
Существуют отдельные указания о положительном использовании ультразвука при бронхиальной астме, язве двенадцатиперстной кишки и желудка, бронхоэктазиях, легочной эмфиземе, болезни Меньера и отосклерозе. Есть также наблюдения, которые свидетельствуют о том, что предварительное кожное озвучение усиливает эффективность облучения рентгеном.
Противопоказания к использованию ультразвука
Запрещается озвучивать половые органы, растущие кости, опухоли, сердечные области (это может стать причиной стенокардии). При гипертонической болезни, легочном туберкулезе, беременности, гипертиреозе, изменениях паренхиматозных органов использование ультразвука тоже противопоказано. Если применять его во все более широких масштабах, то необходимо организовать тщательное наблюдение за пациентами, которые контактируют с ультразвуком, чтобы выявить ранние симптомы заболевания и вовремя провести требуемые профилактические и лечебные мероприятия. Также есть данные о положительном влиянии ультразвука на некоторые формы неврита и рака. Но еще не определена с точностью ширина безопасной области между положительным и повреждающим воздействием.
Мы рассмотрели влияние на организм человека ультразвука.
Опасен ли ультразвук для человека
Вопрос о вреде ультразвукового облучения поднимают часто. В пример приводят обычную реакцию малышей на УЗИ-обследования — многие начинают ворочаться, пытаются закрываться ручками от излучения. Избегать мероприятия не рекомендуется, ведь за счет постоянной скорости ультразвука определяют расположение плода, отсутствие (наличие) у него врожденных заболеваний. Такие же разговоры возникают при обращении к услугам вроде удаления ультразвуком прыщей. Или лечения суставов, стоматита, язвы желудка.
Правда о вреде УЗ-излучения:
- реальные негативные последствия возникают при длительном облучении;
- болевые эффекты возникают только при превышении звукового давления уровня 90–120 дБ;
- обследование и лечение ультразвуком противопоказано при некоторых заболеваниях.
Если применять технологии после консультации с лечащим врачом, проблем обычно не возникает. В быту же рекомендуется использовать приборы заводского изготовления, в которых обязательно учтены лимиты на мощность излучения.
