Ультразвук его влияние здоровье человека

Влияние ультразвука на организм человека — особенности воздействия и последствия

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?

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?

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.

Последствия для человеческого организма

Высокоинтенсивный ультразвук может вызвать такие последствия у человека:

— появление усиленного болевого синдрома;

— 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?

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.

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.

Источник

Влияние ультразвука на организм

Изучается влияние ультразвука на живые организмы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

КИСЛЯНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

(Юргамышского района Курганской области)

Влияние ультразвука на организм

Работа учащихся 10кл.Кислянской СОШ

Логиновских Валентины Сергеевны,

Портнягиной Татьяны Владимировны

Руководитель: Борчанинов Сергей

Николаевич учитель экологии

Кислянской СОШ, педагог

дополнительного образования отдела

эколого — биологического образования.

Ультразвуковой генератор изготовил

учащийся 9 — го класса Санкин Евгений

Андреевич под руководством учителя труда

Кислянской СОШ Санкина Андрея

1.1. Характеристика звуковой волны…………………………………..5

1.2. Влияние звуковой волны на организм…………………………….5

1.4. Ультразвук в природе……………………………………………. 10

1.5. Влияние ультразвука на человека………………………………. 12

2.1. Физические методы исследования………………………………. 14

2.2. Анкетирование учащихся………………………………………. 16

3. Результаты исследования……………………………………………17

4. Обсуждение результатов…………………………………………….20

В наш век человек, как и все живые организмы, подвержен внешним воздействиям, которые приводят к различным нарушениям в организме, изменениям наслед ственных свойств. Эти изменения называются мутационными (мутациями). Особенно возросло количество мутаций за послед нее время.

Отклонения от определенных привычных свойств ок ружающей среды можно отнести к факторам риска, определяющих возникновение различных заболеваний.

Группировка факторов риска по их удельному весу для здоровья: 1. Образ жизни, условия труда и проживания, привычки и др. — 49 -53%.

2. Генетика, биология человека, предрасположенность к наследственным болезням — 18 – 22%.

3. Внешняя среда, природно-климатические условия, загрязнение воздуха, воды, почвы, резкая смена атмосферных явлений, повышенные космические, магнитные и другие излучения — 17-20%.

4. Состояние системы здравоохранения – 8-10%. Существуют данные о наибольшем влиянии состояния окружающей среды на здоровье человека.

Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий внешней среды. Достаточно изученными являются механические колебания с частотой, воспринимаемой слуховым аппаратом человека. Неслышимые звуки также могут оказать вредное воздействие на организм: изменение психики, настроения, деятельности кровеносной и нервной систем, химических процессов на уровне клетки, изменение структур клеток, общее ухудшение самочувствия. К неслышимым звукам можно отнести ультразвук, источниками которого могут быть различные электрические приборы, электродвигатели, компьютеры, телевизоры и др., которые окружают человека в повседневной жизни. Ультразвуковые приборы используются достаточно широко в медицине, в быту, в промышленности, где применяются излучатели направленного действия, но большая часть источников ультразвукового излучения имеют рассеянный характер действия, негативно влияя на живые организмы.

Поэтому тема нашей исследовательской работы: «Влияние ультразвука на организм».

Цель: исследовать влияние ультразвука на живые организмы.

1. Изучение литературных источников по проблеме.
2. Освоение методик ведения исследований по проблеме: физические, анкетирование, наблюдение.
3. Определение влияния ультразвука на домашних животных.
4. Определение влияния ультразвука на организм человека.
5. Выявление источников ультразвукового загрязнения.

Методы исследования: проведение физических исследований (применение генератора со слабым ультразвуковым излучением), наблюдение, анкетирование, сравнение полученных результатов с данными литературных источников.

Значение результатов исследования:

— научное – осуществление изучения влияния ультразвукового загрязнения на организм;

— практическое — результаты исследования используются на уроках экологии, биологии, физики, на внеклассных мероприятиях.

1. Обзор литературы

1. Характеристика звуковой волны

Звук — упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных. Если отвлечься от наших индивидуальных и возрастных осо бенностей, то в среднем можно считать, что ухо человека способ но воспринимать звуковые волны в интервале частот от 20 до 20 000 Гц.

Звуковые волны, частоты которых находятся вне этих гра ниц, мы не слышим. Так, как они не вызывают у нас слуховых ощущений. Звуковые волны с частотой, меньшей 20 Гц, были на званы инфразвуком, а с частотой от 20 000 до 10 9 Гц — ультра звуком. Звуковые волны особенно большой частоты—от 10 9 до 10 13 Гц — называют гиперзвуками.

1. Влияние звуковой волны на организм

Человек всегда жил в мире звуков. Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы. Это используется в лечебных заведениях, в кабинетах психологической разгрузки. Но естественные звучания голосов Природы становятся все более редкими, исчезают совсем или заглушаются промышленными, транспортными и другими шумами.

Шум акустический, беспорядочные звуковые колебания разной физической природы, характеризующиеся случайным изменением амплитуды, частоты и др. В быту — звуки, мешающие восприятию речи, музыки, отдыху, работе. Шум оказывает вредное воздействие на организм человека.

Уровень шума в 20—30 децибел (ДБ) практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без которого не возможна человеческая жизнь. Для «громких звуков» допустимая граница составляет примерно 80 децибел. Звук в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущение, а в 150 — становится для него непереносимым. Звук в 180 децибел вызывает усталость ме талла, а при 190 — заклепки вырываются из конструкций. Неда ром в средние века существовала казнь «под колоколом». Звон ко локола медленно убивал человека.

Любой шум достаточной интенсивности и длительности мо жет привести к снижению слуховой чувствительности. Помимо частоты и уровня громкости шума на развитие ту гоухости влияют также возраст, слуховая чувствительность, про должительность, характер действия шума, ряд других причин. Под влиянием сильного шума, особенно высокочастотного, в органе слуха постепенно происходят необратимые изменения. При вы соких уровнях шума понижение слуховой чувствительности на ступает уже через 1—2 года работы, при средних уровнях оно обнаруживается гораздо позднее, через 5—10 лет.

Сначала повреждение нервов сказывается на восприятии вы сокочастотного диапазона звуковых колебаний (4 тыс. герц или выше), постепенно распространяясь и на более низкие частоты. Высокочастотные звуки «ф» и «с» становятся неслышимыми. Нервные клетки внутреннего уха оказываются настолько по врежденными, что атрофируются, гибнут, не восстанавливаются.

Шумная музыка также притупляет слух. Группа специалистов обследовала молодежь, часто слушающую модную современную музыку. У 20% юношей и девушек слух оказался притуплённым в такой же степени, как у 85-летних людей.

Шум мешает нормальному отдыху и восстановлению сил, на рушает сон. Систематическое недосыпание и бессонница ведут к тяжелым нервным расстройствам. Поэтому защите сна от шумо вых раздражителей должно уделяться большое внимание. Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибу лярный анализаторы, снижает устойчивость ясного видения, угнетающе действует на психику, способствует значительному расходованию энергии, вызывая душевное недовольство и протест. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Ослабленные клетки нервной системы не могут достаточно четко координировать работу различных систем организма. Отсюда возникают нарушения их деятельности.

Ультразвук, не слышимые человеческим ухом упругие волны, частоты которых превышают 20 кГц. Ультразвук содержится в шуме ветра и моря, издается и воспринимается рядом животных (летучие мыши, рыбы, насекомые и др.), присутствует в шуме машин.

Электромагнитные излучения (поля) радиочастотного диапазо на используются в различных отраслях народного хозяйства, нау ки, техники, а также в телевидении, радиовещании, радиосвязи. Электромагнитные излучения радиочастот имеют различные дли ны волн от километровых до миллиметровых. Биологическая ак тивность их возрастает с укорочением длины волн и является наиболее высокой в области ультразвуковых частот (УВЧ), сверх высоких частот (СВЧ) и крайне высоких частот (КВЧ).

Диапазон частот изучаемых современной акусти кой, весьма обширен — от 1 до до 10 13 Гц. Ультразвуковой диапазон частот интересует ученых самых различных специальностей. Это связано с особенностью ультразвука распространяться узким, направленным пучком. Его мож но фокусировать, что помогает повысить интенсивность ультра звукового излучения.

Мощные ультразвуковые колебания активно взаимодейству ют с веществами, в которых распространяются. Например, в жидкостях и твердых телах они порождают различные интерес ные явления. Все эти особенности ультразвуковых колебаний и обусловили их широкое практическое применение. В период первой мировой войны проблема своевременного обнаружения невиди мых препятствий приобрела еще большее значение в связи с задачей обнаружения немецких подводных лодок. С помощью ультразвука решить эту проблему удалось русскому инженеру К. Шиловскому и французскому физику П. Ланжевену. В настоящее время ультразвуковая локация является един ственным средством обнаружения подводных препятствий. Ультра звуковые лучи можно использовать, например, для диагностики, дефектоскопии, сигнализации и навигации.

Чем короче длины волн, тем направленнее будет их распространение. Если длина звуковой волны во много раз меньше размеров поперечного сечения из лучателя или размеров преград, находящихся в звуковом по ле, то можно говорить о звуковом «луче», и тогда для звука справедливы законы геометрической оптики.

В жидкостях и газах звуковые волны явля ются продольными, а в твердых веществах — и продольными и поперечными, так как в твердых веществах, кроме деформации растяжения и сжатия, возникает деформация сдвига, которая вызывает смещение частиц, перпендикулярное направлению распространения волн.

При распространении ультразвука вследствие внутреннего трения (между молекулами) происхо дит нагревание среды. Кроме внутреннего трения, наблюдается еще и внешнее, по верхностное трение, которое возникает на границе раздела двух сред с различными акустическими сопротивлениями. Причина внешнего трения заключается в том, что амплитуда смещения частиц в волне имеет конечное значение, различное в разных средах, поэтому на границе сред движение частиц происходит то вдоль границы, то перпендикулярно ей. С этим пограничным движением частиц и связано сильное нагревание контактирую щих поверхностей.

Например, поверхность термометра, внесенного в жидкость, где есть ультразвуковое поле, может вследствие поверхностного трения между стеклом и жидкостью, нагреться настолько сильно, что обжигает кожу пальцев руки, хотя температура жидкости, в которую опущен термометр, может быть небольшой до 30°С.

Постоянный поток (звуковой ветер). В ультразвуковом поле в жидкостях и газах, кроме переменного давления, существует постоянное давление — радиационное, в соответствии с чем, кроме переменного движения частиц, в ультразвуковом поле появляется постоянный поток, называемый звуковым ветром.

Ультразвук может вызвать не только коагуляцию, но и пря мо противоположный эффект — диспергирование, т. е. мелкое дробление какого-либо вещества. С помощью ультразвука мож но получить дисперсию твердых веществ в жидкостях (гидрозо ли), дисперсию одной жидкости в другой (эмульсии), диспер сию твердых тел или жидкостей в газах (аэрозоли). Дисперги рование ультразвуком эффективнее, чем другими способами, и дает устойчивые эмульсии.

Наблюдаются электрические эффекты. Это является причиной лю минесценции некоторых жидкостей, например воды, глицерина, этилового и пропилового спиртов, нитробензола.

Ультразвук вызывает большое коли чество химических эффектов, которые обусловлены различными действиями ультразвука, поэтому о причинах того или иного хи мического эффекта не всегда можно сказать однозначно. Сильные сжатия и электрические поля, вызываемые кавитацией, обусловливают окисление и восстановление. Например, если в облучаемом растворе есть вода, то вследствие кавитации и электризации происходит ионизация воды. Появляются ионы Н и ОН, которые очень активно вступают в химические реакции, что приводит к образованию пероксида водорода Н 2 О 2 , вызыва ющего окисление.

Другой химический эффект состоит в ускорении реакций. На пример, можно ускорить гидролиз, процесс полимеризации, а также кристаллизацию из пересыщенных или переохлажденных растворов.

Особые свойства ультразвука обусловили применение его в самых различных областях науки, промышленности, медицины. Применяется в практике физических, физико-химических и биологических исследований, а также в технике для целей дефектоскопии, навигации, подводной связи, для ускорения некоторых химико-технологических процессов, получения эмульсий, сушки, очистки, сварки и других процессов и в медицине — для диагностики и лечения.

Ультразвук позволяет металлургам заглянуть в глубь метал ла, а медикам внутрь человеческого тела и тела животных. Уль тразвуковое исследование материалов является основой широко распространенного неразрушающего контроля — дефектоскопии.

В биологии посредством ультразвука производится воздей ствие на бактерии и вирусы, на семена растений. Широко при меняется ультразвук в пищевой промышленности, например, для старения вин, стерилизации молока, эмульгирования ве ществ. Пищевые продукты, такие, как маргарин, майонез, плавленые сыры, приправы, краски, косметика, фармацевтические
изделия, представляют собой эмульсии. Приготовление эмульсий
посредством ультразвука практически вытеснило все другие
способы.

1. Ультразвук в природной среде

В окружающей природе мы встречаемся с ультразву ком, он присутствует в шуме ветра, морского прибоя и водопадов.

Способностью излучать ультразвуковые колебания облада ют и многие животные: комары, пчелы, летучие мыши, дельфи ны, киты и др.

Человек изобрел радиолокацию примерно полвека назад. Гидролокационные устройства помогают самолетам и судам ориентироваться при отсутствии видимости, с их помощью оп ределяют глубины, обнаруживают вражеские подводные лодки.

Человек не знал, что природа уже давно решила эту зада чу. Дельфин обладает совершенным звуколокационным аппара том. Он излучает ультразвуки, имеющие частоту от 750 до 800 кГц. Частота посылок и интервалы между ними зависят от расстояния до отражающего предмета. Воспринимающий ап парат дельфинов настолько совершенен, что дельфин может различать ультразвуковые сигналы, отраженные маленькими рыбками, от сигналов, отраженных другими предметами таких же размеров.

Летучие мыши обладают очень плохим зрением, но это не мешает им прекрасно ориентироваться и ловить на лету мел ких насекомых, которыми они питаются. Впервые на эту особенность летучих мышей обратил внима ние итальянец Спалланцани. Его опыты (1794 г.) показали, что именно слух позволяет летучей мыши определять направление своего полета. Но правильно ориентироваться с помощью зву ков, распространяющихся во всех направлениях, нельзя, поэ тому загадка летучих мышей оставалась очень долго неразре шенной. Только когда было выяснено, что ультразвук способен распространяться узким направленным пучком, разгадка была найдена. Оказалось, что летучие мыши издают ультразвук, а потом улавливают эхо, отраженное от препятствий. Они обла дают способностью оценивать сверхкороткие интервалы време ни, очень точно определяют расстояния до насекомых, за кото рыми охотятся, и, не натыкаясь на препятствия, летают в тем ноте, даже в лесу.

Исследователи обнаружили, что некоторые насекомые и ба бочки, которыми питаются летучие мыши, также воспринима ют ультразвуки и под действием их бросаются в стороны или падают на землю. Несомненно, что такая чувствительность к ультразвуку является защитным приспособлением.

Животные благодаря способности улавливать звуковые колебания, могут предчувствовать землетрясения, извержение вулканов и другие стихийные явления в природе.

1. Влияние ультразвука на человека

Исследования показали, что и неслышимые звуки также опас ны.

Длительное воздействие электромагнитных излучений умерен ной интенсивности изменяет биологические процессы в клетках и тканях, прежде всего центральной нервной и сердечно-сосуди стой систем. Характерны жалобы на хроническую головную боль, повышенную утомляемость, понижение кровяного давления (ги потония), урежение частоты сердечных сокращений (брадикардия). Наблюдаются также похудание, выпадение волос, ломкость ногтей.

Ультразвук, занимающий заметное место в гамме производ ственных шумов, неблагоприятно воздействует на организм, хотя ухо его и не воспринимает. Пассажиры самолета часто ощущают недомогание и беспокойство, одной из причин, которых является ультразвук.

Воздействие ультразвука на биологические объекты является сложным процессом, так как структура объектов очень сложна и неоднородна. На биологические объекты одновременно в большей или меньшей степени действует большинство из рассмотренных эффектов, однако их про явление определяется интенсивностью колебаний.

Кроме интенсивности, решающее значение для биологиче ского воздействия имеют частота звука и длительность облучения. При этом следует заметить, что если дозу облучения, например рентгеновскими лучами, можно установить, так как она прямо пропорциональна времени облучения и интенсивности, то при ультразвуковом облучении такое соотношение не вы полняется. Поэтому определение биологической дозы облучения ультразвуком затруднительно.

Было обнаружено, что ультразвуко вые колебания могут разрушать клетку или стимулировать ее жизненные процессы. Основная трудность при оценке биоло гического действия ультразвука заключается в том, что в жид кой среде ультразвуковое поле вызывает ряд явлений, из кото рых каждое в какой-то мере оказывает воздействие на озвучи ваемый объект. К таким явлениям относятся:

1. механическое воздействие, связанное с кавитацией,
2. процессы, обусловленные ускорением частиц в ультра звуковом поле,
3. термические явления,

4) химические и фотохимические реакции, возникающие в
процессе кавитации.

Природа механического воздействия, имеющего место при распространении ультразвука, не однозначна. Исследования показали, что на границе кавитационного пузырька в началь ный период его возникновения создаются огромные давления порядка 10 9 Па. Если пузырек расположен в непосредственной близости с клеткой, то его колебания могут вызвать значительное смеще ние оболочки клетки, что приведет к разрушению оболочки или к повышению ее проницаемости.

Для биологического действия ультразвука некоторое значе ние имеет термический фактор. Причина его заключается в том, что периодические сжатия среды приводят к адиабатному по вышению температуры. Кроме того, вследствие движения ча стиц соприкасающихся сред происходит нагревание поверхно стей раздела клеточных структур. Нарушаются многие химические процессы в организме.

1. Физические методы исследования:

Используется генератор для получения слабого ультразвукового излучения (изготовлен учащимся 8 – го класса Санкиным Е. А. под руководством учителя труда Кислянской СОШ Санкина А. А.).

Генератор ультразвуковых колебаний

Генератор ультразвуковых колебаний предназначен для практических исследований звуковых волн и явлений, изучения влияния звука и ультразвука на живые организмы, растения, химические и физические процессы. Может найти широкое практическое применение на уроках физики, химии, экологии, биологии.

1. Напряжение источника питания ———————— 1,5 – 9 вольт.
2. Потребляемая мощность ———————— 0.225 — 1.35 Ватт.
3. Излучаемая мощность ———————— 0.12 – 0.6 Ватт.
4. Диапазон излучаемых частот ———————— 12000 – 22000 Герц.
5. Масса прибора ——————————————- 0,1 Кг
6. Габаритные размеры ——————————— 0.06 × 0.06 × 0.03 Метра.

Обнаружение термического воздействия

термометр, пробирки с водой.

внесем термометр в жидкость, где есть ультразвуковое поле, сравнив с данными о температуре в контрольной пробирке.

Обнаружение механического воздействия

для обнаружения «звукового ветра», перед излучателем помещаем горящую свечку.

Обнаружение электрических эффектов

пробирки, глицерин, вода, этиловый спирт.

подействуем излучателем на пробирки с данными жидкостями, проверив их свечение в темноте.

Обнаружение химического воздействия

пробирки, вода, прибор Н. И. Алямовского для определения значения рН, соль хлорид алюминия.

подействуем излучателем на пробирку с водой, определив значение рН в опытной и контрольной пробирке (в каждую добавляем по несколько кристалликов хлорида алюминия).

Для определения влияния ультразвука на организм человека применяется анкетирование групп учащихся: контрольная группа, группа учащихся на уроке информатики, группа учащихся в кабинете с работающим генератором ультразвукового излучения (слабое ультразвуковое излучение в течение 10 минут, имитирующее подобное в кабинете информатики).

1. Назовите ваш любимый звук.
2. Какой звук отрицательно влияет на ваше настроение и самочувствие?
3. Какой звук вызывает у вас ощущение счастья?
4. Какую музыку вы предпочитаете?
5. Как вы оцениваете свое настроение в настоящий момент?
6. Как вы оцениваете свое самочувствие в настоящий момент? (наличие головной боли, головокружения и др.).
7. Легко ли вам было сосредоточиться?
8. Легко ли вы запомнили предложенную информацию?
9. Считаете ли вы, что в настоящее время уравновешены, спокойны?
10. Ощущаете ли вы комфорт?
11. Необходимо ли вам время для отдыха перед тем, как продолжить работу?
12. Какой вид отдыха вы предпочитаете после данного урока?

1. При проведении физических методов исследования для моделирования процессов воздействия ультразвукового излучения на живые организмы, было выявлено: термическое воздействие – повышение температуры в пробирке находящейся в ультразвуковом поле (фото. 1 в приложении) в среднем на один градус; механическое воздействие – отклонение пламени свечи под действием «звукового ветра» (фото. 2 в приложении); химическое воздействие – увеличение значений рН в экспериментальной пробирке (увеличение скорости гидролиза хлорида алюминия под действием ультразвукового поля) (фото. 3 в приложении); электрические эффекты не обнаружены.

2. Животные по разному реагируют на ультразвук – собаки нейтрально, кошки проявляют беспокойство, пытаясь определить источник.

3. При проведении исследования по влиянию ультразвука на организм человека было проведено анкетирование групп учащихся в количестве 20 человек каждая: группа учащихся в кабинете с включенным генератором слабого ультразвукового излучения в течение 10 минут, группа учащихся на уроке информатики (после работы длительностью 45 минут), контрольная группа учащихся.

Выбранные для ответов звуки, любимые и влияющие на самочувствие, можно условно разделить на громкие и тихие – предпочитают тихие 90% учащихся, громкие 10%.

Общее самочувствие учащихся: экспериментальной группы – хорошее 58%, плохое 42%; группы учащихся после урока информатики – хорошее 69%, плохое 31%; контрольной группы – хорошее 88%, плохое 12% (диаграмма 3.1.).

Источник