Громкий звук как физическое явление¶

Громкий звук — звуковая волна, интенсивность которой существенно превышает уровень обычного разговора или фонового шума и способна вызывать у человека субъективное ощущение громкости, а при достаточной силе — болевые ощущения и повреждение слуха. С физической точки зрения громкость связана с амплитудой звукового давления и измеряется в децибелах (дБ). В акустике, медицине и охране труда громкие звуки рассматриваются одновременно как физическое явление, физиологический раздражитель и фактор производственной и экологической опасности.

¶Физическая природа

Звук представляет собой механические колебания упругой среды — воздуха, воды или твёрдого тела, — распространяющиеся в виде волн. Интенсивность звука определяется энергией, переносимой волной через единицу площади за единицу времени, а воспринимаемая громкость зависит от звукового давления и частоты колебаний.

Человеческое ухо воспринимает звуки в диапазоне примерно от 16–20 Гц до 20 кГц. Наибольшая чувствительность слуха приходится на частоты 2–5 кГц, поэтому звуки этой области кажутся громче при той же энергии, чем низкочастотные. Для описания громкости используют логарифмическую шкалу децибелов: уровень 0 дБ соответствует порогу слышимости, а каждые 10 дБ означают десятикратный рост интенсивности.

¶Уровни громкости

Ориентировочные значения уровня звука для типичных источников:

Шкала децибелов логарифмическая, поэтому рост показателя на 10 дБ воспринимается как примерно двукратное увеличение громкости. Именно поэтому разница между 80 и 100 дБ субъективно ощущается как очень резкая.

¶Воздействие на человека

Громкий звук воздействует на организм по нескольким направлениям. Прежде всего страдает слуховой анализатор: длительное воздействие шума выше 85 дБ приводит к постепенному снижению слуха, а однократный очень громкий импульс (выстрел, взрыв) может вызвать острую акустическую травму. Помимо слуха, громкие звуки вызывают общую реакцию организма — повышение артериального давления, учащение пульса, напряжение мышц, нарушение сна и концентрации.

В медицине различают:

• шумовое загрязнение — постоянно повышенный уровень шума в городах и на производстве;
• акустическую травму — острое повреждение органа слуха;
• шумовую тугоухость — хроническое профессиональное заболевание.

Санитарные нормы в России ограничивают уровень шума на рабочих местах и в жилых помещениях. Для производств с повышенным шумом предусмотрены средства индивидуальной защиты — наушники, беруши, противошумные вкладыши.

¶Громкие звуки в природе и технике

В природе к самым громким источникам относятся гром при молнии, извержения вулканов, обвалы и лавины. В животном мире громкими сигналами обладают некоторые киты и кашалоты, чьи низкочастотные вокализации распространяются в океане на десятки и сотни километров. Среди наземных животных громким криком выделяется ревун — обезьяна, чей голос слышен на несколько километров.

В технике громкие звуки создают реактивные двигатели, взрывные работы, промышленное оборудование, звукоусилительная аппаратура. Существуют устройства, специально генерирующие громкий звук: сирены, гудки, звуковые сигналы тревоги, акустические излучатели. Звуковой удар, возникающий при преодолении самолётом скорости звука, представляет собой резкий громкий хлопок, вызванный ударной волной.

¶Измерение и защита

Для измерения уровня громкости применяют шумомеры, а также дозиметры шума, фиксирующие накопленную за смену экспозицию. При оценке учитывают не только уровень, но и частотный состав, длительность и импульсность звука.

Основные меры защиты от громких звуков:

• снижение шума в источнике (балансировка, глушители, звукоизоляция);
• организационные меры — ограничение времени воздействия, чередование труда и отдыха;
• средства индивидуальной защиты слуха;
• архитектурно-планировочные решения — шумозащитные экраны, зелёные насаждения, специальная застройка вдоль магистралей.

¶Громкость в восприятии и культуре

Субъективная громкость зависит не только от физической интенсивности, но и от контекста: ночью тот же звук воспринимается как более громкий. Громкость играет важную роль в музыке, где она служит средством выразительности, а также в речевой коммуникации, где повышение голоса передаёт эмоции. В то же время постоянный громкий звук рассматривается как фактор стресса и один из видов неблагоприятного воздействия городской среды.

Источники: учебники по общей акустике и физиологии слуха; санитарные нормы по шуму; материалы по охране труда и гигиене.