Uszy
Uszy wychwytują różne dźwięki, po czym zamieniają je na impulsy ? specjalne informacje wysyłane do mózgu. Abyśmy mogli słyszeć, potrzeba do tego trzech wyspecjalizowanych części ciała : ucha zewnętrznego, środkowego i wewnętrznego.)
Wszystkie odgłosy, które słyszymy, docierają do naszego mózgu za pośrednictwem uszu. Dźwięki to nic innego jak drgania powietrza. Takie rozedrgane powietrze pokonuje kanał słuchowy i uderza w błonę bębenkową. Stąd układ malutkich kosteczek i błon przekazuje wibracje do ucha wewnętrznego. Drgania zostają zamienione na impulsy nerwowe i przekazane do mózgu. Mózg odbiera te sygnały, odczytuje, a my słyszymy je jako dźwięki.

Słuch
Zmysł umożliwiający odbieranie dźwięków. Ich natężenie mierzy się w decybelach. Jeśli jest ich wokół nas zbyt dużo, grozi to uszkodzeniem słuchu. dlatego dobrze jest w miarę możliwości unikać hałasu i nie ?produkować? go zbyt wiele samemu.

Przycisz trochę!
Ucho środkowe położone jest głęboko w czaszce, która osłania je przed urazami. Nie jest ona jednak w stanie ochronić tej wyjątkowo delikatnej części ciała przed hałasem.
Gdyby robotnik pracujący młotem pneumatycznym nie zakładał ochraniaczy na uszy, łoskot wywoływany przez to urządzenie spowodowałoby u niego trwałe uszkodzenie słuchu. Na uraz akustyczny narażeni są także pracownicy lotnisk, robotnicy w fabrykach i… muzycy rockowi. A że zgiełk jest właściwie wszechobecny we współczesnym świecie ? także my wszyscy, nawet jeśli nie pracujemy przy hałaśliwych maszynach. Na drogach jeździ coraz więcej pojazdów, w domach dudnią telewizory i zestawy stereofoniczne, na każdym rogu ulicy dzwonią telefony komórkowe. Niektórzy ludzie nie zwracają uwagi na to, jak dużo hałasu produkują. Tymczasem głośne dźwięki mogą nie tylko uszkodzić słuch, ale również niekorzystnie wpływają na nasze nerwy.
Trzeba się postarać w miarę możliwości nie nękać innych hałasem. Dla własnego zdrowia unikajmy zgiełku i cieszmy się ciszą, gdy tylko uda nam się wyjechać z miasta.

Czy można zmniejszyć hałas?
Gdybyśmy potrafili cofnąć się w czasie, bylibyśmy zaskoczeni niezwykłą ciszą, jaka panowała niegdyś na Ziemi. Postęp techniczny przyniósł nie tylko korzyści ? wraz z nim w nasze życie wtargnął wszechobecny zgiełk. Niektórzy czują się przytłoczeni nie tyle nim samym, co faktem, że nie można przed nim nigdzie uciec.
Pomyślmy, jakie hałasy musimy znosić każdego dnia. Wokół warczą samochody i autobusy, dudnią maszyny w fabrykach i na budowach, nad głowami przelatują samoloty. A w domu? Na przemian hałasują telewizory, radia, wieże stereo, pralki i przyrządy kuchenne. Tymczasem nieustanny zgiełk odbija się na naszym zdrowiu.
Pamiętajmy, że walka z hałasem to istotny element ochrony naszego środowiska.

Na szczęście istnieją różne sposoby powodujące wyciszenie:
? W samochodach i głośno pracujących maszynach powinno się montować tłumiki;
? O ile to możliwe, urządzenia mechaniczne w domu i zakładzie pracy należy instalować w osobnych pomieszczeniach;
? Telewizory, radia i wieże stereo należy ustawiać na możliwie niski poziom głośności;
? Do budowy domów powinno się używać dźwiękoszczelnych materiałów. Podwójne szyby w oknach i specjalny materiał wewnątrz ścian tłumią hałas docierający do naszych domów z zewnątrz. Wyciszającą rolę spełniają również dywany.

Fale dźwiękowe
Jeśli wrzucisz kamień do spokojnej wody, na jej powierzchni powstaną okrągłe fale, które będą się oddalać od miejsca, w którym kamień wpadł do wody. To samo dzieje się, gdy coś mówisz. Dźwięk powoduje powstanie niewidocznych fal, które stopniowo oddalają się od Ciebie. Są to fale dźwiękowe.
Proces słyszenia rozpoczyna się, kiedy fale te docierają do błony bębenkowej i wprawiają ją w drgania, które przenoszone są przez kosteczki do ucha wewnętrznego. Gdy dźwięk, poprzez okienko owalne, dotrze do ucha wewnętrznego, staje się mocniejszy. Powstające dzięki drganiom fale przechodzą przez płyn znajdujący się wewnątrz spiralnie skręconego ślimaka. Powoduje to poruszanie się malutkich rzęsek, rozmieszczonych w środku spirali. Ich drgania generują powstanie impulsów, które są wyłapywane przez zakończenia nerwu słuchowego biegnącego do mózgu. Następnie wszystkie sygnały są sortowane, by mózg mógł je rozpoznać jako poszczególnie dźwięki.
Muzycy używają do strojenia instrumentów kamertonu, przyrządu w kształcie litery U, do prawidłowego ustawienia prawidłowej wysokości dźwięków. Jeśli uderzysz w widełki i przytrzymasz je na kości za uchem, możesz usłyszeć ton, jaki wytwarzają. Jeśli po chwili widełki przystawisz do ucha, usłyszysz ten sam ton. Jest to dowód na to, że powietrze jest lepszym nośnikiem fal dźwiękowych niż kość. Wielki kompozytor, Ludwig van Beethoven, w ostatnich latach swojego życia był prawie całkowicie głuchy. Chociaż nie słyszał dźwięków w taki sposób, w jaki my słyszymy, tworzył muzykę, korzystając z kamertonu.

Tony wysokie i niskie
Słyszane przez nas dźwięki wytwarzane są przez fale dźwiękowe. Wszyscy wiemy, że istnieje wiele różnych dźwięków. Liczbę drgań fal dźwiękowych w jednej sekundzie naukowcy określają mianem częstotliwości dźwięku i mierzą ją w hercach (Hz). Im więcej drgań na sekundę, tym wyższy ? i więcej herców.
Uszy człowieka odbierają tysiące różnych dźwięków. Kiedy do ucha wewnętrznego dociera wysoki dźwięk, w płynie tworzą się fale, które pobudzają receptory znajdujące się na początku ślimaka. Niski dźwięk ?opóźnia? tworzenie się fal. Dzięki falom powstającym w różnych miejscach ślimaka, mózg identyfikuje wysokie i niskie tony.
Za dużo decybeli
Podobnie jak odległość mierzymy w metrach, możemy również mierzyć głośność dźwięku. Używamy do tego jednostki zwanej decybelem (skrótem od decybela jest dB). Najcichszy dźwięk, jaki jesteśmy w stanie usłyszeć, ma około 10 dB. To bardzo cicho ? tykanie zegara ma głośność około 20 dB!!! Mowa ludzka to poziom głośności około 60 dB, a głośny koncert rockowy ? 100 dB. Młoty pneumatyczne używane przez robotników do skuwania nawierzchni jezdni wytwarzają dźwięk o sile 120 dB. Ten poziom głośności wystarcza, aby uszkodzić słuch, dlatego robotnicy używają specjalnej odsłony na uszy. W rzeczywistości każdy stały gałas powyżej 90 dB jest niebezpieczny. Przyczyną takiego hałasu mogą być na przykład nisko latające samoloty. By chronić uszy, należy zakryć je rękoma na czas przelotu samolotu. Jeżeli słuchamy walkman?a tak głośno, że osoba stojąca obok nas słyszy to czego słuchamy to jest to stanowczo za głośno.

Niebezpieczny hałas
Usiądźmy spokojnie i posłuchajmy docierających do nas dźwięków. Nawet daleko za miastem nigdy nie panuje całkowita cisz. Jednak w mieście hałas jest o wiele większy niż na wsi. W rzeczywistości wszędzie tam, gdzie są ludzie, jest także hałas!
Czasem hałas może być wyjątkowo szkodliwy dla naszych uszu. Młoty pneumatyczne i maszyny używane do robót drogowych pracują na niebezpiecznym poziomie głośności. Robotnicy używający w pracy takiego sprzętu powinni mieć uszy zasłonięte specjalnymi ochraniaczami lub zatkane korkami.
W jaki sposób hałas uszkadza ucho? Niektórzy ludzie pracują w miejscach, gdzie jest bardzo głośno. Jeśli nie będą w odpowiedni sposób chronić swoich uszu, hałas doprowadzi do ?zdarcia się? się znajdujących w ślimaku receptorów rzęskowych. Takie uszkodzone receptory stają się mniej czułe. Oznacza to, że nie wszystkie dźwięki są właściwie rozpoznawane. Duża ilość uszkodzonych rzęsek prowadzi do osłabienia słuchu. Jeśli znajdujemy się w miejscu, gdzie musimy krzyczeć, aby nas słyszano, to znaczy, że jest tam za głośno. Lepiej jest abyśmy unikali takich miejsc, w przeciwnym razie może to zaszkodzić naszym uszom.

Dragania o niższej częstotliwosci nazywamy INFRADŹWIEKAMI. Źródłami infradźwieków moga byc trzęsienia Ziemii, wyładowania atmosłeryczne lub wiatr. Infradźwięki maja ujemny wpływ na wykonywanie prostych czynnosci, powodują wydłużenie czasu reakcji, działają na człowieka przygnębiająco.
Trzesienia Ziemii i podziemne wybuchy wywołują poteżne podziemne wibracje (drgania) zwane FALAMI SEJSMICZNYMI. Fale te przemieszczaja sie przez skały, ciecze (a więc wody podziemne, ropę naftową) z niejednakową prędkościa rozchodzenia się fal sejsmicznych, geologowie badaja wnetrze Ziemii. Mogą w ten sposób poszukiwać złóż np. ropy naftowej.

Hałas – występujące w środowisku dżwięki niepożądane, dokuczliwe lub szkodliwe dla zdrowia człowieka przenoszone za pośrednictwem powietrza do organu słuchu.

Źródła wibracji i hałasu:
- maszyny, urządzenia i narzędzia,
- część procesów technologicznych generujących hałasy aerodynamiczne,
- pojazdy komunikacji drogowej, szynowej, lotniczej, wodnej,
- inne pojazdy (ciągniki rolnicze, maszyny budowlane itp.),
- urządzenia komunalne.

Zakres występowania poziomów dźwięków w środowisku:
np. motocykl 79-87 dB
samochód osobowy 75-84 dB
samochód ciężarowy 83-93 dB
autobus 86-92 dB
ciągnik rolniczy 85-92 dB
kolej 79-95 dB
tramwaj 70-95 dB
samolot 74-108 dB

Rodzaje hałasu:
- przemysłowy,
- komunikacyjny (drogowy, kolejowy, lotniczy),
- komunalny (osiedlowy),
- mieszkaniowy (domowy).

Społeczne skutki oddziaływania hałasu i wibracji:
- szkodliwy wpływ na zdrowie ludności,
- obniżenie jakości pracy i aktywności życiowej,
- obniżenie sprawności uczenia się,
- zwiększenie liczby wypadków przy pracy i w komunikacji,
- zwiększenie liczby popełnionych błędów,
- wzrost zachorowań na chorobę wibracyjną oraz głuchotę zawodową,
- powstanie kolejnych napięć, kłótni między ludźmi,
- obniżenie poczucia bezpieczeństwa, niezależności i poziomu komfortu.

Zapobieganie hałasu:
- ograniczenie ruchu pojazdów,
- poprawienie stanu nawierzchni ulic i torowisk,
- modernizację konstrukcji wytwarzanych pojazdów mechanicznych,
- wprowadzenie urządzeń przeciwhałasowych w pojazdach mechanicznych,
- prowadzenie linii komunikacyjnych w wykopach, tunelach lub tworzenie wokół tras barier, osłon dźwiękochłonnych,
- wykorzystywanie naturalnych barier akustycznych,
- stosowanie w budownictwie konstrukcji i materiałów stanowiących barierę dla hałasu i wibracji,
- poprawienie układu dróg i ich równomierne rozmieszczenie.

Natężenie dźwięku występujące w różnych sytuacjach i jego wpływ:
? 10 dB oddech, szept,
? 20 dB szum liści,
? 35 dB cicha muzyka,
? 45 dB rozmowa – znużenie hałasem u najwrażliwszych,
? 50 dB nowoczesny samochód – zakłócenie odbioru mowy,
? 55 dB suszarka dobrej jakości – zaburzenia snu,
? 60 dB odkurzacz dobrej jakości – skurcz naczyń krwionośnych,
? 75 dB nowoczesny samochód małolitrażowy – narastanie wrogości i agresji,
? 80 dB klakson – narastanie wrogości i agresji,
? 85 dB uszkodzony kran, wnętrze typowego samochodu na polskich drogach – poziom szkodliwy dla zdrowia,
? 90 dB przerwa w szkole – zakłócenie systemu nerwowego,
? 95 dB odkurzacz typowy – zakłócenie systemu nerwowego,
? 110 dB trzaskające drzwi windy – zakłócenie systemu nerwowego,
? 120 dB silnik samolotowy – zakłócenie systemu nerwowego,
? 130-160 dB wybuch petardy – granica bólu.

Proces słyszenia, narząd słuchu

Fala dźwiękowa wytwarzana przez dane ciało wprawia w drganie błonę bębenkową ucha. Drgania te przenoszą się na układ kosteczek słuchowych, które znajdują się w uchu środkowym i za ich pośrednictwem na błonę okienka owalnego w uchu wewnętrznym. Błona ta uwypukla się do schodów przedsionka, podwyższając tym samym ciśnienie perylimfy. Powoduje to uwypuklenie błony okienka okrągłego i ruchy błony podstawowej, które uciskają włoski komórek włoskowych, a także pobudzenie zakończenia nerwu słuchowego. Energia mechaniczna fali dźwiękowej zostaje przekształcona w energię elektryczną pobudzonego nerwu słuchowego. Kodowanie informacji w nerwie zachodzi zgodnie z zasadą miejsca i częstotliwości.
Narząd słuchu znajduje się w okolicy kości skroniowej. Jest on podzielony na trzy części : ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne. Do ucha zewnętrznego należy małżowina uszna oraz przewód słuchowy zewnętrzny zamknięty błoną bębenkową. Błona ta ma ok. 8mm średnicy, jest ona sprężysta łącznotkankowa, która drga pod wpływem fal powietrza. Za nią znajduje się ucho środkowe. Należy do niego wypełniona powietrzem jama bębenkowa, znajdujące się w niej kosteczki słuchowe tworzą łańcuch, przenoszący drgania błony do ucha wewnętrznego. Ciśnienie ucha środkowego powinno być równe ciśnieniu zewnętrznemu. W uchu wewnętrznym mieści się narząd równowagi i zakończenia nerwów słuchowych. Leżące Leżą one w zawikłanym układzie przestrzeni (błędniku kostnym). W jego skład wchodzą : przedsionek, trzy kanały półkuliste i ślimak.

Źródła dźwięków

Dźwięki pochodzą nie tylko od istot żywych takich jak pies, kot, ale także od ciał nieożywionych typu skała, woda. Warkot motocykla, szelest suchych liści, szum wody… dźwięki pochodzą z wielu źródeł. Mimo to dźwięk zawsze powstaje tak samo. Jest on wytwarzany przez drganie przedmiotów. Drganie to przenosi się do powietrza, a następnie dociera do naszych uszu. Mimo, że wielokrotnie nie dobiegają nas żadne dźwięki to jednak drgania powietrza się pojawiają. Jest to spowodowane tym, że nasze ucho nie jest w stanie wychwycić, niektórych z nich. Każde ciało wydobywa z siebie dźwięki. Ale mają one różne częstotliwości. Tak więc dźwięki wytwarzane są przez różne ciała.

Słyszenie wśród zwierząt

Zwierzęta słyszą w innych częstotliwościach niż ludzie. Człowiek słyszy dźwięki o częstotliwościach od 20 do 20000Hz, nietoperz natomiast słyszy dźwięki od ok. 1000 do ponad 100000Hz. Tak więc wiele zwierząt jest czułych na dźwięki o bardzo wysokich częstotliwościach. Takie dźwięki nazywają się ultradźwiękami. Ponadto każdy gatunek może wysyłać i odbierać określoną gamę dźwięków. Delfiny potrafią odbierać ultradźwięki, co pozwala im do lokalizowania przeszkód lub zdobyczy, a także komunikowania się między sobą. Tak więc zwierzęta wykorzystują to do wielu rzeczy, m.in. zdobywania pokarmu.

Bogactwo dźwięków

Dźwięki… z pierwszej chwili można sądzić, że to nic wielkiego. Ale kiedy zagłębimy się bardziej napotykamy słowa ton, częstotliwość i wiele innych. Wbrew pozorom dźwięki jest bardzo skomplikowanym procesem.
Ton to najprostszy dźwięk. Dźwięki złożone zawierają wiele takich ton.
Częstotliwość to kolejny element, o którym trzeba wspomnieć. Jest to ilość okresów (drgań) w danej jednostce czasu. Jest ono mierzone w Hz.
Zaś głośność mierzona w decybelach jest poziomem natężenia dźwięków. Wysokość dźwięku określa czy dany dźwięk jest wysoki, czy niski.
Barwa pozwala na rozróżnienie dźwięków, np. różnych instrumentów. Zmienia się ona wraz z wysokością dźwięków

Zjawiska akustyczne

Na świecie można zaobserwować wiele zjawisk ściśle związanych z akustyką. Oto kilka przykładów :
Na początku należy wspomnieć o zjawisku Dopplera, które polega na zmianie częstotliwości dźwięku, kiedy pojawia się ruch między odbiorca a źródłem dźwięku.
Kolejne zjawisko, na które należy zwrócić uwagę to grzmot, spowodowany gwałtownym rozprężeniem się powietrza w skutek nagłego podwyższenia temperatury.
Pogłos jest zjawiskiem akustycznym polegającym na przedłużeniu się czasu trwania dźwięku, spowodowane wielokrotnymi odbiciami fal dźwiękowych.
Rozproszenie się dźwięku polega na powstawaniu fal akustycznych wtórnych w wyniku oddziałowywania fali pierwotnej.
Te i wiele innych zjawisk akustycznych pokazuje nam jak bardzo urozmaicony jest świat dźwięków.

Właściwości dźwięków
Właściwości dźwięków mogą mieć bardzo szerokie rozumowanie, jednak najważniejszymi, a zarazem podstawowymi właściwościami są :
·Dźwięk może rozchodzić się wyłącznie w ośrodku sprężonym, jakim jest np. atmosfera Ziemi. Dźwięk nie może rozchodzić się
w próżnia, ponieważ nie jest to ośrodek materialny.
·Prędkość rozchodzenia się dźwięków zależy od rodzaju ośrodka, w którym się one rozchodzą. Oto tabelka, w której pokazano prędkość rozchodzenia się dźwięków w zależności o rodzaju, a niekiedy i od temperatury w danym ciele :

Rodzaj ośrodkaTemperatura [°C]Prędkość [m/s]
Powietrze 0 331
Powietrze 20 334
Tlen 0 313
Wodór 0 1300
Woda 10 1445
Woda 20 1484
Rtęć 20 1450
Żelazo 20 5850
Stal 20 5000
Aluminium 20 6260
Ołów 20 2160
Cegła 20 3650
Guma 20 54
Szkło 20 4260

Wady słuchu i ich korygowanie

Choroby słuchu zdarzają się dość często u ludzi starszych, a także 30, 40-latków. Coraz częściej słyszymy też o wadach słuchu u dzieci. Do leczenia chorób słuchu najczęściej używa się środków farmakologicznych i aparatów słuchowych. Chorób takich jest wiele. Oto kilka przykładów :
Upośledzenie słuchu – inaczej nazwane niedosłuchem lub głuchotą może być w różnych stopniach zaawansowane. Choroba może jedno albo dwoje uszu.
Niewydolność słuchu – jest zaburzeniem rozumowania mowy ludzkiej, co utrudnia kontakt ze środowiskiem. „Chory słychy, ale nie rozumie”. To zaburzenie towarzyszy często głuchocie starczej.
Niedosłuch odbiorczy – inaczej percepcyjny, polega na percepcji dźwięków najczęściej w uchu wewnętrznym.
Niedosłuch przewodzeniowy – powstaje na skutek uszkodzenia błony bębenkowej i łańcuch kosteczek słuchowych.
Nagła głuchota – utrata słuchu w ciągu kilku godzin, dni. Jest spowodowana nagłym naruszeniem nerwu, w którymś miejscu drogi słuchowej.

Dźwięki jako nośnik informacji

Każdy z nas słuchał kiedyś radia, czy oglądał telewizję… to głównie one przekazują informacje z drugiego końca świata. Ale kiedyś, kiedy człowiek nie wiedział co to radio czy telewizor informacje myły przekazywane ustnie. Wtedy trwało to bardzo długo, dziś już po kilku chwilach możemy dowiedzieć się co się wydarzyło w innym kraju, a nawet na innym kontynencie. Mimo, że sposób przekazywania informacji bardzo się zmienił, to jednak dzięki mowie, czyli dźwiękom informacje się rozchodzą. I chociaż coraz częściej słyszymy o Internecie jako środku masowego przekazu, to jednak właśnie dźwięki są podstawowym i największym nośnikiem informacji.

Jako pierwszy zjawisko rezonansu zauważył Galileusz pod koniec XVI wieku, obserwując ruchy świecznika na wieży w Pizie. Stwierdził ,że to ,czy świecznik jest mocno rozbujany, czy słabo, jedno wahnięcie trwa ciągle tyle samo.
Galileusz dowiódł ,że okres wahań nie jest uzależniony od amplitudy.
Niezbędnym parametrem do zdefiniowania drgań jest częstotliwość (ilość drgań w ciągu sekundy) podawana w hercach (Hz).
Prawie wszystkie rzeczy można wprowadzić w drganie, poprzez uderzenie ,szarpnięcie lub dodania im energii inną metodą. Drganiom bardzo często towarzyszy dźwięk. By mógł dojść do naszych uszu, niezbędny jest ośrodek ,gdzie dźwięk się rozniesie. Funkcję tą może pełnić powietrze lub woda. Gdyby np. w filharmonii nie byłoby powietrza, widzowie nie usłyszeli by muzyki.
W muzyce drganie odgrywa niesamowicie wielką rolę. Jako przykład podam struny w gitarze.
Gitarzysta wprawia struny w drganie. Podczas drgania zderzają się one z cząsteczkami powietrza zbierając je w małą grupę. Po pewnym czasie wychylają się w drugą stronę zostawiając po sobie pustą przestrzeń, gdzie cząsteczki wracają. Później struny ponownie wracają, kończąc w ten sposób pełne drganie, a następnie pchają cząsteczki powietrza, jak na samym początku wahnięcia. Zagęszczając się oraz rozrzedzając przemiennie cząsteczki stwarzają falę, która roznosi się po pokoju i trafia do ucha grającego, gdzie wprawia błonę bębenkową w drgania o takiej samej częstotliwości z jaką drgały struny instrumentu.
Bez zjawiska rezonansu słuchanie muzyki byłoby niemożliwe. Gdybyśmy szarpnęli sznurek od prania rozwieszony na dwóch drzewach, dźwięk byłby ledwo słyszalny, ale jeśli struna drga na przykład w gitarze ,porusza ona również pudło rezonansowe oraz znajdujące się w nim powietrze i dźwięk jest znacznie głośniejszy.
Zjawisko rezonansu może być również niebezpieczne. Krzyk w górach ,który wprowadza w drganie cząsteczki powietrza, może spowodować lawinę.
W ośrodkach większej aktywności sejsmicznej ,drgania ze środka Ziemi ,mogą spowodować trzęsienie na jej powierzchni.
Zjawisko rezonansu zostało wykorzystane także dla potrzeb ludzi. Dzięki drganiom pola elektromagnetycznego ,możemy słuchać radia.
Drganie ma także zastosowanie w różnych dziedzinach nauki.
Sejsmografowi, mogą obserwować drgania Ziemi i ostrzegać ludzi przed trzęsieniem.
Astronomowie oglądają wibracje na powierzchni słońca, a ogrzewanie ciała dla fizyka to nic innego jak wprawianie jego cząsteczek w coraz większe drgania.

Autor:

Mateusz Gajewski