Музыкальный портал
info@topzvuk.com

Шум как акустическое явление

Шум как акустическое явление
0

Шум как акустическое явление

Раздел: Интересное
Дата публикации: 20 апреля 2015, 13:49
Нравится
Нравится
Наиболее распространенным видом звука является шум. В акустике и в информатике этот термин имеет разный смысл.

По происхождению различают природные, промышленные (техногенные) и бытовые шумы. К природным относятся шелест листьев, журчание ручья или плеск волн, шум дождя, пение птиц и крики животных, свист ветра, раскаты грома и пр. К производственным — шумы двигателей, станков, мощных вентиляторов, «гудение» сердечников силовых трансформаторов, различных технических устройств в аппаратных залах (щелканье реле, треск телеграфных аппаратов). К производственным примыкают шумы транспортных средств (поездов, трамваев, автомобилей, двигателей самолетов и т.д.). Бытовые шумы создаются голосами людей, звяканьем посуды, действием домашних электроприборов (холодильников, бытовых компьютеров, кондиционеров, пылесосов). Шумы проникают в жилые комнаты из соседних квартир и с улицы. Значительный шум создают радиоприемники и телевизоры.

Порой трудно отличить один шум от другого. Пятилетний мальчик, войдя солнечным днем в соседнюю квартиру, удивленно спросил: «Что это, у вас в квартире идет дождь?». А услышал он шипенье сосисок, поджариваемых на сковороде.

Исследование шумов
Для исследования шумов применяют различные приборы. Наиболее сложные из них — анализаторы спектра и самописцы-осциллографы.

В анализаторах спектра результаты анализа представлены распределением интенсивности шума по частоте, в самописцах-осциллографах — записью, регистрацией на бумаге или ином носителе.

Более простым и потому более распространенным прибором является шумомер. Спектр шумов сложен, а изменения интенсивности во времени случайны. Поэтому интенсивность шума оценивают по мощности. Для этого при измерениях используется квадратичный участок вольтамперной характеристики примененных в выпрямителе (детекторе), электронных приборов (ламп, транзисторов, полупроводниковых диодов). Для оценки интенсивности по слуховому действию в шумомере имеются контуры (фильтры), имитирующие АЧХ слуха при разных значениях интенсивности, т. е. с учетом разной чувствительности слуха к звукам разных частот. Поэтому результат измерения выражен не в единицах уровня звукового давления — децибелах, а в единицах уровня громкости — фонах. Так как слуховое ощущение зависит и от длительности раздражения, в прибор вводят переключаемые интегрирующие цепи с различными постоянными времени Т в соответствии с видом исследуемых звуков: импульсные, непрерывные шумы, речь, музыка.

Итак, эти измерения проводятся с учетом частотных и временных свойств слуха.

Обычно имитируются три вида АЧХ слуха, обозначаемые как кривые А, В, С. Характеристика А приближенно обратна кривой равной громкости слуха (изофоне) при уровне громкости 40 фон. Ее применяют при измерении тихих звуков с уровнями громкости 20… 55 фон. При измерении уровней средней интенсивности (55… 85 фон) используют характеристику В, приближенно обратную изофоне 70 фон. Практически горизонтальная характеристика С понадобится при измерении уровней громкости более 85 фон. Если имеются сомнения в оценке уровней, измерения проводят при двух положениях переключателей контуров (фильтров), и из двух полученных значений уровня выбирают большее.

Результат измерений складывается из десятков фонов, определяемых по шкале переключателя чувствительности, и единиц, отсчитываемых по шкале стрелочного показывающего прибора.

Важная практическая задача — анализировать шумы различных технических устройств. В большинстве случаев это делается «на слух».

Водитель автомобиля оценивает состояние двигателя по изменению его звучания. Так же оценивает работу турбины или дизеля пароходный механик. Продавец демонстрирует покупателю целостность стеклянной посуды по ее звону. В результате разработки алфавита и «языка» шумов различных двигателей удалось создать автоматы, анализирующие состояние машин, и по изменению их шума позволяющие определять неисправности или сигнализировать об их приближении и тем самым облегчить труд обслуживающих эти машины людей. На очереди — автоматическое изменение режима машин и механизмов или переход на резерв.

Нервно-психическое и физиологическое действие шумов
Нервно-психическое и физиологическое воздействие шумов на человека зависит от спектра шума, длительности воздействия, индивидуального отношения данного лица к шуму.

shum.jpg

Природные шумы в большинстве случаев благоприятно влияют на человека. Они эволюционно-исторически знакомы слуховой системе. Она уже давно, по крайней мере с момента появления человечества, настроена на них. В Японии разработан прибор, имитирующий звук дождевых капель. Будучи вмонтирован в подушку, он помогает усталому человеку заснуть. В ряде стран выпускают магнитофонные кассеты и компакт-диски с записью природных шумов разных местностей. Существует так называемая «экологическая музыка», в которой спокойная музыка перемежается композициями из различных природных звуков.

Однако некоторые природные шумы вызывают у людей с разной психикой противоположные эмоции. Шум дождя или льющейся воды одних успокаивает, даже вызывает дремоту, других раздражает. Удары грома одних возбуждают, радуют, других пугают. Такие стремятся «забиться в любую щель», лишь бы не слышать грома.

Говорят, человек привыкает к шуму города. Это неправда. Постоянный, ровный шум, будто даже не замечаемый, порождает чувство непрестанной усталости, казалось бы, беспричинную раздражительность и даже злость. Особенно неприятны импульсные шумы — громкий выхлоп автомобильного двигателя, визг охранно-сигнальных автомобильных устройств, хлопанье двери.

По-разному воспринимаются производственные шумы. Отмечено, что работающим на шумящих агрегатах шум мешает меньше, чем людям, находящимся поблизости, но занятым на тихих операциях. При производственных операциях, связанных с напряженным вниманием (сборка точных механизмов и приборов, расчетно-конструкторская работа, настройка аппаратуры, отыскивание повреждений), даже небольшой шум и особенно разговор отвлекают внимание и могут послужить причиной грубых ошибок.

Особенно опасно воздействие шума на операторов, управляющих сложными техническими или военно-техническими комплексами, военным или гражданским кораблем, подводной лодкой, самолетом, движением поездов, энергосистемой. Важно знать, как оператор будет вести себя в условиях, затрудняющих его деятельность. Возникает психологический вопрос о «помехоустойчивости» оператора.

Помехи могут быть различными. Одни действуют постоянно, в течение всего рабочего дня, другие случайны (например, неожиданный разговор, отвлекающий внимание на небольшой срок). Одни затрагивают лишь единственную функцию, т.е. действуют избирательно, другие нарушают несколько функций. Одна помеха вызывает лишь кратковременный «сбой» деятельности оператора, другие влияют длительно. В зависимости от конкретных условий, от характера личности, тренированности оператора один и тот же мешающий раздражитель вызывает различные отклики. Например, шум значительной интенсивности вызывает снижение чувствительности слуха на большой срок.

Шум большой интенсивности сказывается на психических и физиологических функциях: уменьшается скорость и точность двигательных (сенсомоторных) процессов. Особенно ухудшается точность движений со сложной координацией, увеличивается длительность решения интеллектуальных задач, возрастает количество ошибок.

Шум с уровнем 20…25 дБ не вызывает потребности повысить уровень звукового давления речи. При уровне шума более 40 дБ уровни речи для сохранения равной разборчивости должны расти пропорционально увеличению уровня шума. Шум влияет не только на уровень звукового давления говорящего как результат непроизвольного слухового контроля, но и на спектр речи. Говорящий непроизвольно изменяет спектр речи с целью противостоять маскирующему действию шума.

Шум ухудшает художественное впечатление при слушании музыки. Чтобы он совершенно не мешал восприятию музыки, его уровень должен быть на 10…20 дБ ниже минимального уровня музыки. В домашней обстановке это почти невыполнимое условие. Удовлетворяются тем, что минимальные уровни музыки находятся на уровне шумов.

Если помеха широкополосная, то даже при большом превышении ее общего уровня над уровнем прослушиваемого тона последний будет услышан, т.к. уровень помех, находящихся в пределах критической полоски, в которой содержится и прослушиваемый тон, может быть сравнительно небольшим. При помехе с равномерным спектром с составляющими от 100 до 5000 Гц тон будет услышан, даже если уровень помехи превышает уровень тона на 15 дБ.

Постоянное действие шума приводит и стойкому уменьшению чувствительности слуха. Особенно страдает слух у клепальщиков, операторов пневматических отбойных молотков, машинисток, работниц ткацких фабрик, артиллеристов, представителей некоторых творческих профессий — музыкантов эстрадных групп, звукорежиссеров. Начинающие звукорежиссеры после напряженного слушания музыки 1,5…2 часа испытывают головную боль, чувство тошноты, повышение артериального давления.

Санитарные нормы уровней громкости
Различие шумов, разнообразие ответных реакций людей на них не позволяют сколько-нибудь определенно установить допустимые уровни и длительности воздействия шумов. Врачи-гигиенисты утверждают, что шум с уровнями громкости 70…75 фон еще допустим. Он не вызывает органических изменений слуха. Считается, что такой уровень громкости является привычным для человека. Шум с уровнями 80…85 фон, несомненно, приносит вред.

Исходя из конкретных производственных условий, были разработаны предельные нормы. Допустимые уровни установлены для диапазона частот от 63 до 8000 Гц. 

Интенсивность шума нормирована в единицах уровня звукового давления, т.е. в децибелах. Для обозначения вида норм по областям применения использован символ ПС (предельный спектр). Следующее за этим буквами число указывает уровень звукового давления в октавной полосе со средней частотой 1000 Гц. Приводим данные норм ПС-45, ПС-55, ПС-70.

Норма ПС-45 установлена для помещений без собственных источников шума, в которых производится умственная работа (конструкторские бюро, комнаты программистов, помещения для теоретических занятий, читальные залы).

Норма ПС-55 — для помещений, предназначенных для конторской работы, коммутационных залов АТС, залов абонентского телеграфа, лабораторий без источников собственных шумов (источниками шума являются только люди).

ПС-70 — для лабораторий с источниками шума, мастерских и лабораторий, где производится настройка и ремонт приборов.

Допустимый уровень шума, проникающего в студии звукозаписи и вещания, не должен превышать 20 дБ над порогом слышимости. Для студий телевизионного вещания разные источники называют несколько большее значение — 20…30 дБ.

Загрязнение слуховой среды обитания
Бытовые (квартирные) шумы давно уже стали причиной головных болей, бессонницы, плохого настроения. Даже небольшой шум может раздражать. «Не звякай ложкой!» — кричит уставшая мать сыну. Особенно болезненно реагируют на шум холодильника, лифта за стеной, вопли противоугонных автомобильных устройств и лай собак за окном больные и пожилые люди. Негромкий шум автомобильного двигателя раздражает во время домашнего отдыха, а ночью может стать вовсе невыносимым. По этой причине порог слышимости у городских жителей выше, чем у сельских. Даже музыка может послужить причиной сильных нервно-психических и физиологических реакций.

В последние десятилетия врачи все чаще выявляют ослабление слуха, особенно на верхних частотах, у молодых людей, слушающих музыку через головные телефоны воспроизводящих устройств-плееров.

Это явление возникает при пиковых значениях уровня звукового давления, приближающихся к 100 дБ. Обследования показали: если каждую неделю слушать громкую музыку по 4 часа, то через 2 года наступает невосполнимая потеря слуха. Одновременно диагностируется расшатывание нервной системы.

Наряду с шумами, отрицательно действуют на человека иные причины, пока не имеющие строгого акустического выражения. Назовем их информационным шумом. Это — различные речевые или музыкальные сигналы, излишне, нежелательно нагружающие органы слуха и мозг человека. Словесная или музыкальная информация, мало организованная семантически или эстетически, угнетающе или раздражающе воздействуют на интеллектуальную, эмоциональную, а иногда и физиологическую сферу человека. Раздражать может все: неприятный тембр голоса, плохая дикция, вульгарная манера речи, оговорки т.н. «ведущих», крикливая, надоедливая реклама, примитивная музыка, многократно и часто повторяющиеся музыкальные заставки — все то, что, к сожалению, в полной мере характеризует качество и содержание программ современного телевидения и радио.

Источник: журнал «Звукорежиссер», Аркадий Ефимов.

Шум как акустическое явление

<div>Наиболее распространенным видом звука является шум. В акустике и в информатике этот термин имеет разный смысл.</div> <div> <br /> </div> <div>По происхождению различают природные, промышленные (техногенные) и бытовые шумы. К природным относятся шелест листьев, журчание ручья или плеск волн, шум дождя, пение птиц и крики животных, свист ветра, раскаты грома и пр. К производственным — шумы двигателей, станков, мощных вентиляторов, «гудение» сердечников силовых трансформаторов, <b>различных технических устройств в аппаратных залах</b> (щелканье реле, треск телеграфных аппаратов). К производственным примыкают шумы транспортных средств (поездов, трамваев, автомобилей, двигателей самолетов и т.д.). Бытовые шумы создаются голосами людей, звяканьем посуды, действием домашних электроприборов (холодильников, бытовых компьютеров, кондиционеров, пылесосов). Шумы проникают в жилые комнаты из соседних квартир и с улицы. Значительный шум создают радиоприемники и телевизоры.</div> <div> <br /> </div> <div>Порой трудно отличить один шум от другого. Пятилетний мальчик, войдя солнечным днем в соседнюю квартиру, удивленно спросил: «Что это, у вас в квартире идет дождь?». А услышал он шипенье сосисок, поджариваемых на сковороде.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Исследование шумов</b></div> <div>Для исследования шумов применяют различные приборы. Наиболее сложные из них — анализаторы спектра и самописцы-осциллографы.</div> <div> <br /> </div> <div>В анализаторах спектра результаты анализа представлены распределением интенсивности шума по частоте, в самописцах-осциллографах — записью, регистрацией на бумаге или ином носителе.</div> <div> <br /> </div> <div>Более простым и потому более распространенным прибором является шумомер. Спектр шумов сложен, а изменения интенсивности во времени случайны. Поэтому интенсивность шума оценивают по мощности. Для этого при измерениях используется квадратичный участок вольтамперной характеристики примененных в выпрямителе (детекторе), электронных приборов (ламп, транзисторов, полупроводниковых диодов). Для оценки интенсивности по слуховому действию в шумомере имеются контуры (фильтры), имитирующие АЧХ слуха при разных значениях интенсивности, т. е. с учетом разной чувствительности слуха к звукам разных частот. Поэтому результат измерения выражен не в единицах уровня звукового давления — децибелах, а в единицах уровня громкости — фонах. Так как слуховое ощущение зависит и от длительности раздражения, в прибор вводят переключаемые интегрирующие цепи с различными постоянными времени Т в соответствии с видом исследуемых звуков: <b>импульсные, непрерывные шумы, речь, музыка.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Итак, эти измерения проводятся с учетом частотных и временных свойств слуха.</div> <div> <br /> </div> <div>Обычно имитируются три вида АЧХ слуха, обозначаемые как кривые А, В, С. Характеристика А приближенно обратна кривой равной громкости слуха (изофоне) при уровне громкости 40 фон. Ее применяют при измерении тихих звуков с уровнями громкости 20… 55 фон. При измерении уровней средней интенсивности (55… 85 фон) используют характеристику В, приближенно обратную изофоне 70 фон. Практически горизонтальная характеристика С понадобится при измерении уровней громкости более 85 фон. Если имеются сомнения в оценке уровней, измерения проводят при двух положениях переключателей контуров (фильтров), и из двух полученных значений уровня выбирают большее.</div> <div> <br /> </div> <div>Результат измерений складывается из десятков фонов, определяемых по шкале переключателя чувствительности, и единиц, отсчитываемых <b>по шкале стрелочного показывающего прибора.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Важная практическая задача — анализировать шумы различных технических устройств. В большинстве случаев это делается «на слух».</div> <div> <br /> </div> <div>Водитель автомобиля оценивает состояние двигателя по изменению его звучания. Так же оценивает работу турбины или дизеля пароходный механик. Продавец демонстрирует покупателю целостность стеклянной посуды по ее звону. В результате разработки алфавита и «языка» шумов различных двигателей удалось создать автоматы, анализирующие состояние машин, и по изменению их шума позволяющие определять неисправности или сигнализировать об их приближении и тем самым облегчить труд обслуживающих эти машины людей. На очереди — автоматическое изменение режима машин и механизмов или переход на резерв.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Нервно-психическое и физиологическое действие шумов</b></div> <div>Нервно-психическое и физиологическое воздействие шумов на человека зависит от спектра шума, длительности воздействия, индивидуального отношения данного лица к шуму.</div> <div> <br /> </div> <div><img src="/upload/medialibrary/f5a/shum.jpg" title="shum.jpg" border="0" alt="shum.jpg" width="512" height="315" /> <br /> </div> <div> <br /> </div> <div>Природные шумы в большинстве случаев благоприятно влияют на человека. Они эволюционно-исторически знакомы слуховой системе. Она уже давно, по крайней мере с момента появления человечества, настроена на них. В Японии разработан прибор, имитирующий звук дождевых капель. Будучи вмонтирован в подушку, он помогает усталому человеку заснуть. В ряде стран выпускают магнитофонные кассеты и компакт-диски с записью природных шумов разных местностей. Существует так называемая «экологическая музыка», в которой спокойная музыка <b>перемежается композициями из различных природных звуков.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Однако некоторые природные шумы вызывают у людей с разной психикой противоположные эмоции. Шум дождя или льющейся воды одних успокаивает, даже вызывает дремоту, других раздражает. Удары грома одних возбуждают, радуют, других пугают. Такие стремятся «забиться в любую щель», лишь бы не слышать грома.</div> <div> <br /> </div> <div>Говорят, человек привыкает к шуму города. Это неправда. Постоянный, ровный шум, будто даже не замечаемый, порождает чувство непрестанной усталости, казалось бы, беспричинную раздражительность и даже злость. <b>Особенно неприятны импульсные шумы</b> — громкий выхлоп автомобильного двигателя, визг охранно-сигнальных автомобильных устройств, хлопанье двери.</div> <div> <br /> </div> <div>По-разному воспринимаются производственные шумы. Отмечено, что работающим на шумящих агрегатах шум мешает меньше, чем людям, находящимся поблизости, но занятым на тихих операциях. При производственных операциях, связанных с напряженным вниманием (сборка точных механизмов и приборов, расчетно-конструкторская работа, настройка аппаратуры, отыскивание повреждений), даже небольшой шум и особенно разговор отвлекают внимание и могут послужить причиной грубых ошибок.</div> <div> <br /> </div> <div>Особенно опасно воздействие шума на операторов, управляющих сложными техническими или военно-техническими комплексами, военным или гражданским кораблем, подводной лодкой, самолетом, движением поездов, энергосистемой. Важно знать, как оператор будет вести себя в условиях, затрудняющих его деятельность. Возникает психологический вопрос о «помехоустойчивости» оператора.</div> <div> <br /> </div> <div>Помехи могут быть различными. Одни действуют постоянно, в течение всего рабочего дня, другие случайны (например, неожиданный разговор, отвлекающий внимание на небольшой срок). Одни затрагивают лишь единственную функцию, т.е. действуют избирательно, другие нарушают несколько функций. Одна помеха вызывает лишь кратковременный «сбой» деятельности оператора, другие влияют длительно. В зависимости от конкретных условий, от характера личности, тренированности оператора один и тот же мешающий раздражитель вызывает различные отклики. Например, шум значительной интенсивности <b>вызывает снижение чувствительности слуха на большой срок.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Шум большой интенсивности сказывается на психических и физиологических функциях: уменьшается скорость и точность двигательных (сенсомоторных) процессов. Особенно ухудшается точность движений со сложной координацией, увеличивается длительность решения интеллектуальных задач, возрастает количество ошибок.</div> <div> <br /> </div> <div>Шум с уровнем 20…25 дБ не вызывает потребности повысить уровень звукового давления речи. При уровне шума более 40 дБ уровни речи для сохранения равной разборчивости должны расти пропорционально увеличению уровня шума. Шум влияет не только на уровень звукового давления говорящего как результат непроизвольного слухового контроля, но и на спектр речи. Говорящий непроизвольно изменяет спектр речи с целью противостоять маскирующему действию шума.</div> <div> <br /> </div> <div>Шум ухудшает художественное впечатление при слушании музыки. Чтобы он совершенно не мешал восприятию музыки, его уровень должен быть на 10…20 дБ ниже минимального уровня музыки. В домашней обстановке это почти невыполнимое условие. Удовлетворяются тем, что минимальные уровни музыки находятся на уровне шумов.</div> <div> <br /> </div> <div>Если помеха широкополосная, то даже при большом превышении ее общего уровня над уровнем прослушиваемого тона последний будет услышан, т.к. уровень помех, находящихся в пределах критической полоски, в которой содержится и прослушиваемый тон, может быть сравнительно небольшим. При помехе с равномерным спектром с составляющими от 100 до 5000 Гц тон будет услышан, даже если уровень помехи превышает уровень тона на 15 дБ.</div> <div> <br /> </div> <div>Постоянное действие шума приводит и стойкому уменьшению чувствительности слуха. Особенно страдает слух у клепальщиков, операторов пневматических отбойных молотков, машинисток, работниц ткацких фабрик, артиллеристов, представителей некоторых творческих профессий — музыкантов эстрадных групп, звукорежиссеров. Начинающие звукорежиссеры после напряженного слушания музыки 1,5…2 часа испытывают головную боль, чувство тошноты, повышение артериального давления.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Санитарные нормы уровней громкости</b></div> <div>Различие шумов, разнообразие ответных реакций людей на них не позволяют сколько-нибудь определенно установить допустимые уровни и длительности воздействия шумов. Врачи-гигиенисты утверждают, что шум с уровнями громкости 70…75 фон еще допустим. Он не вызывает органических изменений слуха. Считается, что такой уровень громкости является привычным для человека. Шум с уровнями 80…85 фон, несомненно, приносит вред.</div> <div> <br /> </div> <div>Исходя из конкретных производственных условий, были разработаны предельные нормы. Допустимые уровни установлены для диапазона частот от 63 до 8000 Гц. </div> <div> <br /> </div> <div>Интенсивность шума нормирована в единицах уровня звукового давления, т.е. в децибелах. Для обозначения вида норм по областям применения использован символ ПС (предельный спектр). Следующее за этим буквами число указывает уровень звукового давления в октавной полосе со средней частотой 1000 Гц. Приводим данные норм ПС-45, ПС-55, ПС-70.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Норма ПС-45</b> установлена для помещений без собственных источников шума, в которых производится умственная работа (конструкторские бюро, комнаты программистов, помещения для теоретических занятий, читальные залы).</div> <div> <br /> </div> <div><b>Норма ПС-55</b> — для помещений, предназначенных для конторской работы, коммутационных залов АТС, залов абонентского телеграфа, лабораторий без источников собственных шумов (источниками шума являются только люди).</div> <div> <br /> </div> <div><b>ПС-70</b> — для лабораторий с источниками шума, мастерских и лабораторий, где производится настройка и ремонт приборов.</div> <div> <br /> </div> <div>Допустимый уровень шума, проникающего в студии звукозаписи и вещания, не должен превышать 20 дБ над порогом слышимости. Для студий телевизионного вещания разные источники называют несколько большее значение — 20…30 дБ.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Загрязнение слуховой среды обитания</b></div> <div>Бытовые (квартирные) шумы давно уже стали причиной головных болей, бессонницы, плохого настроения. Даже небольшой шум может раздражать. «Не звякай ложкой!» — кричит уставшая мать сыну. Особенно болезненно реагируют на шум холодильника, лифта за стеной, вопли противоугонных автомобильных устройств и лай собак за окном больные и пожилые люди. Негромкий шум автомобильного двигателя раздражает во время домашнего отдыха, а ночью может стать вовсе невыносимым. По этой причине порог слышимости у городских жителей выше, чем у сельских. Даже музыка может послужить <b>причиной сильных нервно-психических и физиологических реакций.</b></div> <div> <br /> </div> <div>В последние десятилетия врачи все чаще выявляют ослабление слуха, особенно на верхних частотах, у молодых людей, слушающих музыку через головные телефоны воспроизводящих устройств-плееров.</div> <div> <br /> </div> <div>Это явление возникает при пиковых значениях уровня звукового давления, приближающихся к 100 дБ. Обследования показали: если каждую неделю слушать громкую музыку по 4 часа, то через 2 года наступает невосполнимая потеря слуха. Одновременно диагностируется расшатывание нервной системы.</div> <div> <br /> </div> <div>Наряду с шумами, отрицательно действуют на человека иные причины, пока не имеющие строгого акустического выражения. Назовем их информационным шумом. Это — различные речевые или музыкальные сигналы, излишне, нежелательно нагружающие органы слуха и мозг человека. Словесная или музыкальная информация, мало организованная семантически или эстетически, угнетающе или раздражающе воздействуют на интеллектуальную, эмоциональную, а иногда и физиологическую сферу человека. Раздражать может все: неприятный тембр голоса, плохая дикция, вульгарная манера речи, оговорки т.н. «ведущих», крикливая, надоедливая реклама, примитивная музыка, многократно и часто повторяющиеся музыкальные заставки — все то, что, к сожалению, <b>в полной мере характеризует качество и содержание программ современного телевидения и радио.</b></div> <div> <br /> </div> <div><i>Источник: журнал «Звукорежиссер», Аркадий Ефимов.</i></div>

2016-07-03

Топ Звук
Россия
Московская область
Москва
ул. Ботаническая, дом 3
8 (905) 506-3-506
5
5
1
5
1
Шум как акустическое явление

Шум как акустическое явление

Шум как акустическое явление

<div>Наиболее распространенным видом звука является шум. В акустике и в информатике этот термин имеет разный смысл.</div> <div> <br /> </div> <div>По происхождению различают природные, промышленные (техногенные) и бытовые шумы. К природным относятся шелест листьев, журчание ручья или плеск волн, шум дождя, пение птиц и крики животных, свист ветра, раскаты грома и пр. К производственным — шумы двигателей, станков, мощных вентиляторов, «гудение» сердечников силовых трансформаторов, <b>различных технических устройств в аппаратных залах</b> (щелканье реле, треск телеграфных аппаратов). К производственным примыкают шумы транспортных средств (поездов, трамваев, автомобилей, двигателей самолетов и т.д.). Бытовые шумы создаются голосами людей, звяканьем посуды, действием домашних электроприборов (холодильников, бытовых компьютеров, кондиционеров, пылесосов). Шумы проникают в жилые комнаты из соседних квартир и с улицы. Значительный шум создают радиоприемники и телевизоры.</div> <div> <br /> </div> <div>Порой трудно отличить один шум от другого. Пятилетний мальчик, войдя солнечным днем в соседнюю квартиру, удивленно спросил: «Что это, у вас в квартире идет дождь?». А услышал он шипенье сосисок, поджариваемых на сковороде.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Исследование шумов</b></div> <div>Для исследования шумов применяют различные приборы. Наиболее сложные из них — анализаторы спектра и самописцы-осциллографы.</div> <div> <br /> </div> <div>В анализаторах спектра результаты анализа представлены распределением интенсивности шума по частоте, в самописцах-осциллографах — записью, регистрацией на бумаге или ином носителе.</div> <div> <br /> </div> <div>Более простым и потому более распространенным прибором является шумомер. Спектр шумов сложен, а изменения интенсивности во времени случайны. Поэтому интенсивность шума оценивают по мощности. Для этого при измерениях используется квадратичный участок вольтамперной характеристики примененных в выпрямителе (детекторе), электронных приборов (ламп, транзисторов, полупроводниковых диодов). Для оценки интенсивности по слуховому действию в шумомере имеются контуры (фильтры), имитирующие АЧХ слуха при разных значениях интенсивности, т. е. с учетом разной чувствительности слуха к звукам разных частот. Поэтому результат измерения выражен не в единицах уровня звукового давления — децибелах, а в единицах уровня громкости — фонах. Так как слуховое ощущение зависит и от длительности раздражения, в прибор вводят переключаемые интегрирующие цепи с различными постоянными времени Т в соответствии с видом исследуемых звуков: <b>импульсные, непрерывные шумы, речь, музыка.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Итак, эти измерения проводятся с учетом частотных и временных свойств слуха.</div> <div> <br /> </div> <div>Обычно имитируются три вида АЧХ слуха, обозначаемые как кривые А, В, С. Характеристика А приближенно обратна кривой равной громкости слуха (изофоне) при уровне громкости 40 фон. Ее применяют при измерении тихих звуков с уровнями громкости 20… 55 фон. При измерении уровней средней интенсивности (55… 85 фон) используют характеристику В, приближенно обратную изофоне 70 фон. Практически горизонтальная характеристика С понадобится при измерении уровней громкости более 85 фон. Если имеются сомнения в оценке уровней, измерения проводят при двух положениях переключателей контуров (фильтров), и из двух полученных значений уровня выбирают большее.</div> <div> <br /> </div> <div>Результат измерений складывается из десятков фонов, определяемых по шкале переключателя чувствительности, и единиц, отсчитываемых <b>по шкале стрелочного показывающего прибора.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Важная практическая задача — анализировать шумы различных технических устройств. В большинстве случаев это делается «на слух».</div> <div> <br /> </div> <div>Водитель автомобиля оценивает состояние двигателя по изменению его звучания. Так же оценивает работу турбины или дизеля пароходный механик. Продавец демонстрирует покупателю целостность стеклянной посуды по ее звону. В результате разработки алфавита и «языка» шумов различных двигателей удалось создать автоматы, анализирующие состояние машин, и по изменению их шума позволяющие определять неисправности или сигнализировать об их приближении и тем самым облегчить труд обслуживающих эти машины людей. На очереди — автоматическое изменение режима машин и механизмов или переход на резерв.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Нервно-психическое и физиологическое действие шумов</b></div> <div>Нервно-психическое и физиологическое воздействие шумов на человека зависит от спектра шума, длительности воздействия, индивидуального отношения данного лица к шуму.</div> <div> <br /> </div> <div><img src="/upload/medialibrary/f5a/shum.jpg" title="shum.jpg" border="0" alt="shum.jpg" width="512" height="315" /> <br /> </div> <div> <br /> </div> <div>Природные шумы в большинстве случаев благоприятно влияют на человека. Они эволюционно-исторически знакомы слуховой системе. Она уже давно, по крайней мере с момента появления человечества, настроена на них. В Японии разработан прибор, имитирующий звук дождевых капель. Будучи вмонтирован в подушку, он помогает усталому человеку заснуть. В ряде стран выпускают магнитофонные кассеты и компакт-диски с записью природных шумов разных местностей. Существует так называемая «экологическая музыка», в которой спокойная музыка <b>перемежается композициями из различных природных звуков.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Однако некоторые природные шумы вызывают у людей с разной психикой противоположные эмоции. Шум дождя или льющейся воды одних успокаивает, даже вызывает дремоту, других раздражает. Удары грома одних возбуждают, радуют, других пугают. Такие стремятся «забиться в любую щель», лишь бы не слышать грома.</div> <div> <br /> </div> <div>Говорят, человек привыкает к шуму города. Это неправда. Постоянный, ровный шум, будто даже не замечаемый, порождает чувство непрестанной усталости, казалось бы, беспричинную раздражительность и даже злость. <b>Особенно неприятны импульсные шумы</b> — громкий выхлоп автомобильного двигателя, визг охранно-сигнальных автомобильных устройств, хлопанье двери.</div> <div> <br /> </div> <div>По-разному воспринимаются производственные шумы. Отмечено, что работающим на шумящих агрегатах шум мешает меньше, чем людям, находящимся поблизости, но занятым на тихих операциях. При производственных операциях, связанных с напряженным вниманием (сборка точных механизмов и приборов, расчетно-конструкторская работа, настройка аппаратуры, отыскивание повреждений), даже небольшой шум и особенно разговор отвлекают внимание и могут послужить причиной грубых ошибок.</div> <div> <br /> </div> <div>Особенно опасно воздействие шума на операторов, управляющих сложными техническими или военно-техническими комплексами, военным или гражданским кораблем, подводной лодкой, самолетом, движением поездов, энергосистемой. Важно знать, как оператор будет вести себя в условиях, затрудняющих его деятельность. Возникает психологический вопрос о «помехоустойчивости» оператора.</div> <div> <br /> </div> <div>Помехи могут быть различными. Одни действуют постоянно, в течение всего рабочего дня, другие случайны (например, неожиданный разговор, отвлекающий внимание на небольшой срок). Одни затрагивают лишь единственную функцию, т.е. действуют избирательно, другие нарушают несколько функций. Одна помеха вызывает лишь кратковременный «сбой» деятельности оператора, другие влияют длительно. В зависимости от конкретных условий, от характера личности, тренированности оператора один и тот же мешающий раздражитель вызывает различные отклики. Например, шум значительной интенсивности <b>вызывает снижение чувствительности слуха на большой срок.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Шум большой интенсивности сказывается на психических и физиологических функциях: уменьшается скорость и точность двигательных (сенсомоторных) процессов. Особенно ухудшается точность движений со сложной координацией, увеличивается длительность решения интеллектуальных задач, возрастает количество ошибок.</div> <div> <br /> </div> <div>Шум с уровнем 20…25 дБ не вызывает потребности повысить уровень звукового давления речи. При уровне шума более 40 дБ уровни речи для сохранения равной разборчивости должны расти пропорционально увеличению уровня шума. Шум влияет не только на уровень звукового давления говорящего как результат непроизвольного слухового контроля, но и на спектр речи. Говорящий непроизвольно изменяет спектр речи с целью противостоять маскирующему действию шума.</div> <div> <br /> </div> <div>Шум ухудшает художественное впечатление при слушании музыки. Чтобы он совершенно не мешал восприятию музыки, его уровень должен быть на 10…20 дБ ниже минимального уровня музыки. В домашней обстановке это почти невыполнимое условие. Удовлетворяются тем, что минимальные уровни музыки находятся на уровне шумов.</div> <div> <br /> </div> <div>Если помеха широкополосная, то даже при большом превышении ее общего уровня над уровнем прослушиваемого тона последний будет услышан, т.к. уровень помех, находящихся в пределах критической полоски, в которой содержится и прослушиваемый тон, может быть сравнительно небольшим. При помехе с равномерным спектром с составляющими от 100 до 5000 Гц тон будет услышан, даже если уровень помехи превышает уровень тона на 15 дБ.</div> <div> <br /> </div> <div>Постоянное действие шума приводит и стойкому уменьшению чувствительности слуха. Особенно страдает слух у клепальщиков, операторов пневматических отбойных молотков, машинисток, работниц ткацких фабрик, артиллеристов, представителей некоторых творческих профессий — музыкантов эстрадных групп, звукорежиссеров. Начинающие звукорежиссеры после напряженного слушания музыки 1,5…2 часа испытывают головную боль, чувство тошноты, повышение артериального давления.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Санитарные нормы уровней громкости</b></div> <div>Различие шумов, разнообразие ответных реакций людей на них не позволяют сколько-нибудь определенно установить допустимые уровни и длительности воздействия шумов. Врачи-гигиенисты утверждают, что шум с уровнями громкости 70…75 фон еще допустим. Он не вызывает органических изменений слуха. Считается, что такой уровень громкости является привычным для человека. Шум с уровнями 80…85 фон, несомненно, приносит вред.</div> <div> <br /> </div> <div>Исходя из конкретных производственных условий, были разработаны предельные нормы. Допустимые уровни установлены для диапазона частот от 63 до 8000 Гц. </div> <div> <br /> </div> <div>Интенсивность шума нормирована в единицах уровня звукового давления, т.е. в децибелах. Для обозначения вида норм по областям применения использован символ ПС (предельный спектр). Следующее за этим буквами число указывает уровень звукового давления в октавной полосе со средней частотой 1000 Гц. Приводим данные норм ПС-45, ПС-55, ПС-70.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Норма ПС-45</b> установлена для помещений без собственных источников шума, в которых производится умственная работа (конструкторские бюро, комнаты программистов, помещения для теоретических занятий, читальные залы).</div> <div> <br /> </div> <div><b>Норма ПС-55</b> — для помещений, предназначенных для конторской работы, коммутационных залов АТС, залов абонентского телеграфа, лабораторий без источников собственных шумов (источниками шума являются только люди).</div> <div> <br /> </div> <div><b>ПС-70</b> — для лабораторий с источниками шума, мастерских и лабораторий, где производится настройка и ремонт приборов.</div> <div> <br /> </div> <div>Допустимый уровень шума, проникающего в студии звукозаписи и вещания, не должен превышать 20 дБ над порогом слышимости. Для студий телевизионного вещания разные источники называют несколько большее значение — 20…30 дБ.</div> <div> <br /> </div> <div><b>Загрязнение слуховой среды обитания</b></div> <div>Бытовые (квартирные) шумы давно уже стали причиной головных болей, бессонницы, плохого настроения. Даже небольшой шум может раздражать. «Не звякай ложкой!» — кричит уставшая мать сыну. Особенно болезненно реагируют на шум холодильника, лифта за стеной, вопли противоугонных автомобильных устройств и лай собак за окном больные и пожилые люди. Негромкий шум автомобильного двигателя раздражает во время домашнего отдыха, а ночью может стать вовсе невыносимым. По этой причине порог слышимости у городских жителей выше, чем у сельских. Даже музыка может послужить <b>причиной сильных нервно-психических и физиологических реакций.</b></div> <div> <br /> </div> <div>В последние десятилетия врачи все чаще выявляют ослабление слуха, особенно на верхних частотах, у молодых людей, слушающих музыку через головные телефоны воспроизводящих устройств-плееров.</div> <div> <br /> </div> <div>Это явление возникает при пиковых значениях уровня звукового давления, приближающихся к 100 дБ. Обследования показали: если каждую неделю слушать громкую музыку по 4 часа, то через 2 года наступает невосполнимая потеря слуха. Одновременно диагностируется расшатывание нервной системы.</div> <div> <br /> </div> <div>Наряду с шумами, отрицательно действуют на человека иные причины, пока не имеющие строгого акустического выражения. Назовем их информационным шумом. Это — различные речевые или музыкальные сигналы, излишне, нежелательно нагружающие органы слуха и мозг человека. Словесная или музыкальная информация, мало организованная семантически или эстетически, угнетающе или раздражающе воздействуют на интеллектуальную, эмоциональную, а иногда и физиологическую сферу человека. Раздражать может все: неприятный тембр голоса, плохая дикция, вульгарная манера речи, оговорки т.н. «ведущих», крикливая, надоедливая реклама, примитивная музыка, многократно и часто повторяющиеся музыкальные заставки — все то, что, к сожалению, <b>в полной мере характеризует качество и содержание программ современного телевидения и радио.</b></div> <div> <br /> </div> <div><i>Источник: журнал «Звукорежиссер», Аркадий Ефимов.</i></div>

Загрузка комментариев...