К инфразвуку относятся волны, длина которых в воздухе больше 20 метров. Благодаря такой большой длине волны потери энергии в воздухе малы и инфразвук распространяется на большие расстояния. Инфразвук обладает рядом специфических свойств, отличных от свойств звуковых и ультразвуковых волн.
Так, установлено, что инфразвуковые волны оказывают сильное воздействие на живые организмы. Это связано с тем, что многие системы живых организмов (например, сердечно – сосудистая система) являются колебательными системами, собственные частоты колебаний которых лежат в инфразвуковом диапазоне. При совпадении собственных частот колебаний с частотой инфразвука могут возникнуть резонансные колебания большой амплитуды, нарушающие нормальные функции в организме.
Давно замечено, что перед землетрясениями, извержениями вулканов, тайфунами, цунами все животные – и дикие и домашние – ведут себя крайне нервозно, беспокойно. До недавнего времени это не находило объяснения. Сейчас уже ясно, что беспокойство животных связано с воздействием на них инфразвуковых колебаний.
Экспериментально установлено, что инфразвуковые колебания оказывают сильное воздействие на состояние и поведение людей. Несколько лет назад все сотрудники одной из научных лабораторий во Франции почувствовали очень сильную боль в ушах, которая, однако, прекращалась после того, как они покидали лабораторию. Оказалось, что причиной этого был вентилятор на соседнем предприятии, вращающийся с малой скоростью и служивший источником инфразвуковых колебаний.
Начавшиеся исследования позволили установить, что инфразвук с частотой 2 – 10 Гц вызывает нарушение функционирования у людей органов равновесия, что приводит к появлению тошноты, головокружения; вызывает непроизвольное вращение глазных яблок и т. д.
Инфразвуковые колебания могут быть причиной разрушения сооружений. Изучением инфразвука сейчас занимаются физики, инженеры, биологи, экологи.
О колоколах в России впервые упоминается в летописях 988 г. Колокол – это самозвучащий сигнальный музыкальный инструмент – такое научное определение даёт Энциклопедический словарь, “опрокинутая чаша с малиновым звоном”. Внутри этой металлической чаши подвешен металлический “язык”. У каждого колокола есть основной тон, соответствующий высоте его звучания, и богатый, характерный только для него набор добавочных тонов – более низких и более высоких. Именно они и создают разнообразие тембров, по которым различают голоса колоколов с одинаковой высотой основного тона. На протяжении многих веков литейщики искали решение вопросов, какими должны быть пропорции между размерами и массой, толщиной стенок в разных сечениях, какой быть форме колокола, чтобы получить гармоническое звучание, т. е. такое, при котором обертоны гармонично сочетаются с основным, создавая единое прекрасное целое. Но только в ХVI веке удалось найти такую правильную форму: было значительно расширено основание и наращена нижняя часть, ей придан вид заострённой массивной “губы”. Диаметр нижней части в нём равен высоте, а верхней – половине диаметра нижней. Масса “языка” составляет 1/25 от массы колокола, а форма может быть различной. Колокола имеют свои “карты звучания”, для составления которых используют резонаторы Гельмгольца. Устройство колокола таково, что его звучание – дуэт металла и столба воздуха в нём, который приходит в колебательное движение с частотой, равной частоте колебания стенок, совершая вынужденные колебания. Чтобы собственная частота колебаний столба воздуха совпадала с частотой колебаний стенок колокола, столб должен иметь определённые параметры и ударять по нему надо в определённые моменты. В звуковом спектре присутствуют и неслышимые звуки – ультразвук и инфразвук. Наше ухо не воспринимает их, но человек – биологическая система, и потому, так или иначе, отзывается на их воздействие.
КВН (9 класс)
Тема: “Колебания и волны”
Цель занятия: Обобщить, систематизировать знания по теме “Колебания и волны”, совершенствовать навыки решения задач различного типа, расширить кругозор учащихся.
Оборудование: видеопроектор, компьютер, стакан с водой, пуговица с плотными нитками, нитки, груз, секундомер, ложка.
Ход игры
1. Две команды представляют домашнее задание, презентации на тему “Влияние звуковых волн на человека”.2. Решение задач и постановка эксперимента. В это время два человека от каждой команды измеряют рост с помощью математического маятника.
- Объясните действие ненецкой игрушки “Вывко” (Жужжалка). Почему у всех звук разный?
- Почему при закрытых дверях и окне шум с улицы или из коридора в комнате менее слышен?
- Почему тонкий бокал, наполненный жидкостью “поет” , если мокрой подушечкой указательного пальца водить по его торцу?
- Когда гроза, как можно определить на каком расстоянии находится эпицентр грозы?
- Когда гроза, как можно определить на каком расстоянии находится эпицентр грозы?
- Почему кричат?
- Что вы услышите и почему, если на газету насыпать небольшую горку сухого песка и начать катать по нему тяжелую цилиндрическую гирьку?
- Может ли возникнуть эхо в степи?
- На протяжении многих веков литейщики искали решение вопросов, какими должны быть пропорции между размерами и массой, толщиной стенок в разных сечениях, какой быть форме колокола. Для чего?
- Каково устройство колокола?
- Какое явление используется в устройстве колокола?
- Какими свойствами обладает инфразвук?
- Перед землетрясениями, извержениями вулканов, тайфунами, цунами все животные – и дикие и домашние – ведут себя крайне нервозно, беспокойно. Почему?
- Какой вред наносят нам инфразвуковые колебания?
Каждое правильно выполненное задание 1 балл. Ссумируются жетоны, полученные во время игры. Выбирается самый активный игрок из каждой команды.