Воздействия некоторых звуков на организм человека

Мир, окружающий нас, с полным правом можно назвать миром звуков. Звучат вокруг голоса людей и музыка, шум ветра и щебет птиц, рокот моторов и шелест листвы

Человек всегда жил в мире звуков, которые, являясь одним из воздействий окружающей среды, вызывали у него естественный интерес. Обусловлен он тем, что звук – это и сигнал опасности, и информация о месте расположения и перемещении живых и неживых объектов, и возможность следить за многочисленными природными явлениями, и удовлетворение потребности в общении, в постижении тайн и радостей областей искусств, связанных со звуковыми колебаниями.

Что же такое звук? С точки зрения физики звук – это механическое колебательное движение, волнообразно распространяющееся в упругой среде: газе, жидкости или твёрдом теле, и воспринимаемое органом слуха как специфическое слуховое ощущение.

В данном определении слово «звук» имеет двоякое значение. С одной стороны – это физическое явление в виде распространения колебаний в упругой среде, которую он может изменить и изменяется ею сам. С другой – это те ощущения, которые возникают у слушателя при воздействии звуковой волны через слуховой аппарат на мозг. Слыша звук, человек может испытывать самые разнообразные чувства и эмоции, которые могут быть как положительными, так и отрицательными. Следовательно, звук обладает психологическим аспектом. Мы с удовольствием слушаем звуки природы, песню, игру пианиста или скрипача. Но редко встречаются люди, которым приятны визг, скрежет или грохот.

О том, что воспринимаемый звук может оказывать разнообразные воздействия, было известно ещё в древности. Так, первые жалобы на шум можно найти у Ювенала. По его утверждению, в столице трудно было заснуть – скрип, грохот обозов на узких улицах, брань возниц мешали сну, раздражали. Современные наблюдения и исследования также говорят о неблагоприятном воздействии сильных звуков. В Японии, например, обратили внимание на то, что в небольших населённых пунктах, расположенных вокруг крупного аэропорта в Осаке, женщины часто рожают недоношенных детей или детей с задержкой в развитии. Оказалось, что сильный шум, к которому плод в отличие от взрослых не может адаптироваться, не безопасен для его клеток.

Но звук обладает и прекрасными целебными свойствами. Как известно Пифагор называл музыку главнейшим средством гигиены духа. А современные исследования, проведённые в начале ХХ века в США и нашим соотечественником – виднейшим психиатром Бехтеревым В. М. , показали: определённая музыка уменьшает раздражительность, чувство тревоги, снимает нервное утомление, поднимает тонус.

В последнее время человек всё в большей степени удаляется от естественных голосов Природы, окружая себя промышленными и транспортными звуками, увлекаясь громкой джазовой и рок-музыкой, которая звучит на дискотеках и нередко из наушников плееров, ставших весьма распространённым атрибутом молодёжи. Но так ли безобидны изменения в звуковой среде и новые увлечения? Ответить в полной мере на этот вопрос в настоящей работе затруднительно. Но показать широкому кругу школьников, что при определённых условиях даже музыка может оказывать отрицательное воздействие на организм человека возможно. Не секрет, что очень часто ученики, выполняя домашние задания, включают телевизор, или слушают музыку любым другим доступным способом. Но как её восприятие сказывается на умственной деятельности? Имеются ли какие-то индивидуальные особенности звукового воздействия? Чтобы ответить на эти вопросы мы поставили перед собою следующую цель: изучить некоторые особенности восприятия звука человеком.

Гипотеза: звуковосприятие носит широкий индивидуальный характер.

Объект исследования: группа школьников и педагогов.

Предмет исследования: особенности восприятия звука человеком.

Для достижения цели и проверки гипотезы надо было решить следующие задачи:

1. Подобрать и изучить литературу по выбранной теме.

2. Подобрать методики и материалы для проведения исследования.

3. Провести исследования реакции человека на звук и влияния музыки на работоспособность школьников в разных половозрастных группах и проанализировать полученные результаты.

4. Составить таблицу воздействия различных звуков на организм человека.

Работа представлена двумя главами: теоретической и практической. В теоретической главе даются элементарные сведения о возникновении звука, его восприятии человеком и воздействии на него. Вторая глава посвящена результатам и анализу проведённого исследования.

Теоретическая часть

Понятие о звуке и его восприятии

О том, как рождаются звуки, люди начали догадываться достаточно давно. Как оказалось, они создаются коротким или долгим колебанием какого-либо предмета. Так, например, колеблющаяся струна приводит в движение окружающий её воздух то уплотняя, то разрежая его. Слои уплотнённого и разрежённого воздуха разбегаются друг за другом от источника во все стороны и образуют звуковую волну. Достигая нашего уха, механические колебания передаются барабанным перепонкам, и мы слышим звучащую струну.

В воде и твёрдых телах дела обстоят, как и в воздухе, но так как они плотнее, то их частички скорее передадут сжатие и разрежение своим соседкам. Поэтому звук по воде побежит быстрей, а по земле ещё быстрее.

Способность человека воспринимать упругие колебания, то есть слышать их, отразилась в названии учения о звуке (akustikos в переводе с греческого – слуховой, слышимый). Акустика берёт своё начало с III–IV веков до нашей эры и связана с именами Аристотеля и Пифагора. В дальнейшем звуковые явления изучали учёные греки Аристоксен, Архелой, Зенон, Хрисипп, а позже – известные римляне Лукреций Кар и Ювенал. В XVII–XVIII веках большой вклад в акустику сделали Галилей, Ньютон, Гюйгенс, Эйлер. В XIX веке немецкий учёный-экспериментатор Хладни установил границы слышимости звука человеком, очень близкие к действительности. Поначалу акустика действительно исследовала именно слышимые человеком звуковые волны с частотой от 16 до 20000 Гц.

Сейчас она как область физики изучает более широкий спектр упругих колебаний – от самых низких частот до предельно высоких. Неслышимые человеком звуковые волны с частотой меньше 16 Гц называются инфразвуком, от 20000Гц до 109 Гц – ультразвуком, а колебания с частотами выше 109 Гц – гиперзвуком.

Воспринимает и передаёт звуковые сигналы в головной мозг наше ухо. Это сложный звукоприёмный аппарат, который работает в очень широком диапазоне частот и амплитуд. Наиболее чувствительно ухо к частоте 1000 – 3000 Гц. Что касается интенсивности звука, то ухо демонстрирует поразительную способность воспринимать как очень слабые звуки, так и чудовищные раскаты грома без особого вреда для себя. Строго говоря, ухо способно воспринимать звуки, интенсивность которых различается в десять триллионов раз! Современная измерительная техника не знает прибора с таким диапазоном. Интенсивность звука измеряется в децибелах (дБ). Минимальное её значение, воспринимаемое ухом, называется порогом слышимости, а максимальное, которую человек ещё способен воспринимать, порогом болевого ощущения. Обычно звук от нормального дыхания, оцениваемый в 10 дБ, принимают за порог слышимости людей с нормальным слухом. Болевой порог лежит в пределах 120-130 дБ. Звуки большей мощности могут вызвать шок.

Действие звука на человека

Долгое время влияние звука на организм человека не изучалось. Ведь человек родился в мире звуков, и абсолютная тишина страшит и угнетает его. Недаром одним из самых тяжёлых испытаний космонавты считают пребывание в сурдокамере. Каждого, кто оказывается в ней, сразу начинают беспокоить звуки и шорохи, в обычных условиях остающиеся незамеченными: удары сердца, пульса, дыхание и даже шорох ресниц. Эти неслышимые в повседневной жизни звуки в условиях абсолютной тишины воспринимаются человеком с такой интенсивностью, что у лиц, долгое время находившихся в сурдокамере, могут возникнуть серьёзные психические расстройства. Следовательно, бесшумная обстановка отрицательно влияет на психику человека, поскольку она не является для него привычным фоном. Для нормальной жизни человеку необходим некоторый шум. К незначительным шумам в 20-30 децибелов человек привычен и не воспринимает их. Это естественный шумовой фон. Гигиеническая норма – 40 децибелов, а допустимой границей является 80 децибелов.

Однако некоторые звуки и шумы таят в себе опасность. Слишком большие уровни их интенсивности могут привести к безвозвратной потере функции слухового анализатора или даже, при уровне в 150 и более децибелов, убить человека. Недаром в средние века существовала казнь «под колокол», когда гул колокольного звона мучил и медленно убивал осуждённого. Наше ухо работает непрерывно в течение суток. Оно лишено естественных защитных приспособлений, таких, например, как веки у глаз, поэтому его надо всячески оберегать.

Большинство звуков природного происхождения не вызывают у людей неприятных ощущений, а шум леса, журчание ручья, пение птиц действуют успокаивающе на нервную систему, снимают стрессы. Это используется в лечебных заведениях, в кабинетах психологической разгрузки.

Производственный, или техногенный шум, напротив, воспринимается негативно, раздражает. Наиболее опасны длительные, прерывистые звуки значительной интенсивности. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости, депрессию. Кроме того могут появиться функциональные расстройства сердечнососудистой системы, печени, нарушения зрительного и вестибулярного анализаторов, снижение рефлекторной деятельности. Всё это зачастую становится причиной несчастных случаев и травм. Шум нарушает отношения между людьми, спокойную рабочую обстановку. Неприятное воздействие шума сильнее сказывается на умственной, нежели физической работоспособности, так как даже низкий уровень громкости мешает концентрации внимания. Поэтому при выполнении домашней работы следует учитывать, что музыка, пусть даже самая тихая, снижает внимание. При этом растёт число ошибок, наступает быстрое утомление. Прерывистые шумы с нерегулярными перерывами оказывают ещё более вредное воздействие. Однако кратковременные и неожиданные шумы могут оказывать положительные действия, если человек долго должен выполнять монотонную работу. Нет сомнений, что интенсивные шумы неприятны, однако же, громкий школьный звонок может восприниматься как приятный (конец урока), а другой – как тягостный, гнетущий (начало нелюбимого урока).

Очень сильный шум (свыше 110 дБ) может стать причиной, так называемого шумового опьянения – агрессивного, возбуждённого состояния, а впоследствии привести и к потере слуха. Но именно такому мощному акустическому «облучению» подвергают себя завсегдатаи дискотек и любители громкой музыки! Специальное обследование, проведённое американскими врачами, показало, что многие юноши и девушки – поклонники джазовой и рок-музыки – слышат не лучше, чем 65-летние люди. А если присоединить сюда постоянных пользователей плееров, ежедневно проводящих в наушниках от 1 до 4 часов, то станет понятным, почему врачи в настоящее время бьют тревогу, приводя свидетельства частичной или полной потери слуха, а также нарушений нервной системы, связанных с избытком обрушившихся на наши уши звуков.

Шум обладает кумулятивным эффектом, то есть акустические раздражения, накапливаясь в организме, всё сильнее угнетают нервную систему. Поэтому перед потерей слуха от воздействия шумов возникают расстройства центральной нервной системы, нарушается нервно-психическая деятельность организма.

Шум коварен, его вредное воздействие на человека совершается незримо, незаметно. Нарушения в организме обнаруживаются не сразу.

Доказано, что среди лиц, работающих в шумных условиях, процесс нервно-психических заболеваний значительно выше, чем у лиц, работающих в нормальной звуковой среде.

Наше время стало наиболее шумным. Дома, в учебном заведении, на работе, на улице мы окружены громадным количеством источников звука! Вон на детской площадке «стонут» несмазанные качели, кричат ребятишки во дворе, из соседних окон звучит музыка, за стеной надрывно «запела» дрель, тикают часы, хлопнула дверь, засвистел чайник на кухне И это – только дома. Выйдя на улицу, мы столкнёмся с транспортными шумами от автомагистралей, железнодорожных путей, аэродромов, речных и морских портов. А как многообразен спектр шумов на заводах и фабриках!

Но на самом деле, не все звуки приводят к негативным последствиям. Уже было сказано о благотворном влиянии природных звуков. Но таким же действием обладает и музыка, роль которой в жизни человека настолько велика, что медицина приписывает ей целебные свойства. Об этом говорил ещё Сест Эмпирик в своём трактате «Против музыкантов». Да и Шекспир как-то заметил: «Лёгкая мелодия – самый лучший утешитель для возбуждённой фантазии и лекарство для мозга». Музыку стали широко использовать в так называемой звукотерапии для снятия стресса и нервного утомления, уменьшения раздражительности и чувства тревоги, для улучшения настроения и подъёма тонуса. Наиболее сильными целебными свойствами по утверждению врачей обладает 2-ой концерт С. Рахманинова.

Однако следует помнить, что не всякая музыка оказывает столь позитивное влияние на человеческую психику. Есть множество произведений, вызывающих беспокойство и ухудшающих самочувствие. Может поэтому в древнегреческих мифах говориться: музыка может создать и разрушить, трансформировать и укротить?

Вообще каждый человек воспринимает музыку по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий. Иногда играет роль тип инструмента.

Описание объекта исследования и применяемых методик

Исследование проводилось в МОУ "Средняя общеобразовательная школа №14" пос. Теба г. Междуреченска. Всего в нём принял участие 31 респондент, из них 23 школьника и 8 педагогов. По возрасту и полу они распределились следующим образом:

3 класс (9-10 лет) 8 класс (13-14 лет) педагоги (45- 60 лет)

всего 12 11 8

мальчики(мужчины) 7 6 3

девочки(женщины) 5 5 5

В исследования были использованы две методики: первая – для определения скорости реакции человека на звук, вторая – для изучения работоспособности школьников.

Первая методика состояла в следующем: два респондента, один из которых был контролёром, а второй – испытуемым, с секундомерами в руках усаживались на стулья спиной друг к другу. Испытуемый запускал свой секундомер в тот момент, когда слышал щелчок секундомера контролёра. После этого они обменивались секундомерами и останавливали их в том же порядке. Время реакции на звук рассчитывалось по формуле: ΔΤ=(Т1 – Т2)/2, где Т1 и Т2 – показания секундомеров. Эксперимент повторялся 3 раза, затем подсчитывалось среднее значение времени.

В качестве второй была использована методика корректурной пробы, которая представляет собой дозированные задания по буквенным таблицам Анфимова. Эти задания могут быть использованы для учащихся всех возрастов и классов.

Методика позволяет определить два показателя работоспособности: объём работы (количественный показатель) и количество ошибок всего и на дифференцировку (качественный показатель). Эти показатели дают возможность проследить характер изменений работоспособности каждого ученика и класса в целом под влиянием различных внешних факторов (в нашем случае это была музыка).

Задание состоит из двух частей. В первой части учащиеся просто вычёркивают, просматривая каждую строчку таблицы, определённые буквы (например, Х и И). Продолжительность работы – 2 минуты. Во второй части вводятся тормозные агенты – дополнительные буквы (например, В и Е). Учащимся даётся инструкция: продолжать вычёркивать Х и И, но подчёркивать буквосочетания ВХ и ЕИ. Продолжительность этой работы также 2 минуты. Каждый раз буквы и буквосочетания менялись.

Вместе с таблицами Анфимова на этапе выполнения задания под воздействием музыки школьникам предлагалось ответить на два вопроса, с помощью которых можно было оценить их субъективные ощущения:

вопрос ответы

1. Какие ощущения вызывала в тебе музыка во время эксперимента? - спокойствие, раздражение, головную боль, тяжесть, бодрость, расслабленность, грусть, повышение тонуса, тревогу,

- ничего не вызывала

2. Какое действие, на твой взгляд, оказывала музыка на выполнение задания? - отвлекала, мешала сосредоточиться,

- помогала работе,

- не оказывала никакого действия

Для чистоты эксперимента исследование проводилось в одно и то же время: по четвергам в 3 классе на 3 уроке, а в 8 классе – на 4 уроке.

Описание результатов исследования

Изучение скорости реакции человека на звук

В данном исследовании приняли участие две группы школьников и одна группа педагогов. Целью этого этапа исследования было определение скорости реакции человека на звук в различных половозрастных группах. Результаты оказались следующими:

№ п/п возраст категория кол-во респондентов среднее время реакции на звук (с)

1 3 класс всего 12 0,145

группа (9-10 лет)

мальчики 7 0,12

девочки 5 0,17

2 8 класс всего 11 0,15

группа (13-14 лет)

мальчики 6 0,1

девочки 5 0,20

3 педагоги всего 8 0,19

группа (45-60 лет)

мужчины 3 0,10

женщины 5 0,28

Анализируя полученные данные, можно утверждать, что среднее время реакции человека на звук с возрастом увеличивается. Но это становится заметным лишь при значительной разнице в возрасте. Так, в 1 и 2 группах, где возрастное различие невелико, время реакции практически одинаково. Но если проанализировать данные с точки зрения пола, то можно увидеть определённую закономерность: во всех половозрастных группах показатели мальчиков (мужчин) лучше, чем у девочек (женщин). Однако следует сказать, что среди респондентов имелись такие, для которых индивидуальные значения времени не соответствовали полученной закономерности. Итак, 1 этап исследования показал, что восприятие человеком звука, характеризуемое скоростью реакции на него респондентов, хотя и носит индивидуальный характер, но при этом зависит от возраста, что хорошо согласуется с многими научными наблюдениями и, как показал наш эксперимент, зависит ещё и от пола.

Изучение влияния различной музыки на работоспособность школьников и их субъективные ощущения

Воспринимаемая школьниками музыка должна была оказывать на них, как и на всякого человека, определённое психологическое воздействие. И это обязательно отразилось бы на выполняемой работе. Поэтому целью второго этапа исследования стало установление влияния различной музыки на показатели работоспособности школьников и их субъективные ощущения.

Первым шагом требовалось определить показатели работоспособности в разных половозрастных группах без звукового воздействия.

Для этого учащимся предлагались таблицы Анфимова, напечатанные на белом стандартном листе, которые они подписывали и затем по сигналу согласно инструкции выполняли дозированные задания.

Обрабатывались задания следующим образом: по каждой таблице подсчитывался объём выполненной работы, то есть количество просмотренных знаков – это количественный показатель работоспособности.

Затем устанавливались качественные показатели работоспособности: общее количество ошибок и количество ошибок на дифференцировку. Далее ошибки стандартизировались. После этого определялся средний показатель по классу и по половому признаку.

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

1. С возрастом работоспособность, как у мальчиков, так и у девочек увеличивается, но при этом у девочек она растёт в большей степени.

2. Общее количество допущенных ошибок и ошибок на дифференцировку и у мальчиков, и у девочек с возрастом значительно уменьшается. Но и здесь лучшие показатели наблюдаются у девочек.

Таким образом, можно говорить, что девочкам в большей степени, чем мальчикам, присущи внимание и аккуратность. Следовательно, результатом этого шага можно считать установление наличия у школьников как возрастных, так и определённых гендерных различий в показателях работоспособности.

Вторым шагом необходимо было уже непосредственно установить влияние музыки на работоспособность учащихся.

Для этого школьникам с начала урока в течение 15 минут предлагалось послушать соответствующую музыку (первый раз это была классика, а второй – рок), а затем, не убирая звукового раздражителя, выполнить работу по таблицам Анфимова. (Время предварительного прослушивания музыки было выбрано нами произвольно).

Обрабатывались задания аналогичным способом и полученные данные также заносились в таблицы.

Анализ результатов второго шага говорит о следующем:

1. Воспринимаемая школьниками музыка однозначно оказывает влияние на их работоспособность, что подтверждается изменениями как в объёме выполненных работ, так и в количестве допущенных ошибок.

2. Влияние различной музыки не одинаково. Так, под действием классической музыки во всех половозрастных группах происходило уменьшение объёма выполненной работы и рост общего числа ошибок и ошибок на дифференцировку. Особенно заметно это наблюдалось у мальчиков-восьмиклассников. На наш взгляд это происходило из-за расслабляющего, успокаивающего действия этой музыки.

Рок-музыка оказывала двойное действие: у младших школьников наблюдалось как уменьшение объёма просмотренных знаков, так и значительный рост ошибок; у старших учеников объем выполненной работы увеличился, но при этом количество ошибок у девочек также увеличилось, а у мальчиков осталось практически на том же уровне.

Третьим шагом стало определение показателей адаптивности школьников к звуковым раздражителям. Определялись эти коэффициенты в целом по классу, а также по половому признаку для классической и рок-музыки по формуле: ПАд = (С1 – С2)/С1, где С1 – стандартизированное количество ошибок на дифференцировку без воздействия музыки, а С2 – количество этих же ошибок, совершённых школьниками под воздействием музыки. Результаты заносились в таблицы. Анализируя полученные данные, видим, что все значения показателей отрицательны, то есть под воздействием музыки произошло их падение, а не увеличение. Следовательно, организм школьников не мог быстро и успешно адаптироваться к звуковому воздействию. Кроме того, в зависимости от возраста, пола и характера музыки показатели адаптивности значительно отличались по величине. Полученные данные говорят о более успешном приспособлении к восприятию музыки младших школьников и мальчиков в обеих группах к рок-музыке. Тем не менее, показатели адаптивности очень низкие: у девочек 3-го и 8-го классов при восприятии рок-музыки и у мальчиков-восьмиклассников при восприятии классической музыки падение их так велико, что соответствует 2-ой фазе напряжения ЦНС (во всех остальных случаях наблюдается 1 фаза напряжения ЦНС).

Четвёртым шагом необходимо было проанализировать субъективные ощущения школьников, выполнявших задания по таблицам Анфимова при воздействии на них музыки. Ответы на вопросы выглядели следующим образом:

ощущения 3 класс 8 класс всего мальчики девочки всего мальчики девочки

При 1 вопрос:

воздействии - спокойствие 12 7 5 8 3 5

класс. - расслабленность 11 6 5 11 6 5

музыки: - ничего не вызывала - - - - - -

2 вопрос:

- отвлекала, мешала сосредоточиться 10 7 3 10 5 5

- помогала 2 - 2 1 1 -

- не оказывала никакого действия - - - - - -

При 1 вопрос:

воздействии - раздражение, головную боль 10 5 5 6 2 4

рок-музыки: - бодрость, повышение тонуса 2 2 - 5 4 1

- ничего не вызывала - - - - - -

2 вопрос:

- отвлекала, мешала сосредоточиться 11 6 5 8 4 4

- помогала 1 1 - 3 2 1

- не оказывала никакого действия - - - - - -

Полученные ответы восьмиклассников и младших учащихся отличаются незначительно. Важно отметить, что ни один школьник не сказал, что музыка ничего не вызывала и не оказывала никакого действия. Интересно также, что часть ребят считала, что музыка помогает выполнять задание. Тогда как в действительности под воздействием классической музыки у всех школьников уменьшился объём работы и незначительно возросло количество ошибок, а при воздействии рок-музыки хотя и увеличилось количество просмотренных знаков, но резко возросло количество ошибок. Таким образом, можно говорить о том, что субъективные ощущения, возникающие при восприятии музыки, не всегда характеризуют объективные показатели работоспособности.

Подводя итоги 2 этапа исследования можно сказать следующее: любые звуковые раздражители влияют на умственную работоспособность школьников, ухудшая её показатели, при этом адаптация к ним во многом зависит от возраста, пола и характера звуков (в нашем случае – музыки).

Настоящее исследование показало, что звуки, во множестве заполняющие мир, в котором мы живём, воспринимаются разными людьми по-разному. Мы увидели, что существуют значительные индивидуальные особенности в их восприятии. Кроме того, убедились, что любые звуковые раздражители будут неблагоприятно сказываться на выполнении умственной работы. Поэтому существующий среди школьников миф о том, что работающие телевизор или плеер во время выполнения уроков не мешают, оказывается простой уловкой, а не правдой. Хорошим доказательством этого служит сравнение субъективных ощущений школьников и объективных показателей работоспособности.

Проведённое исследование показало, что высказанная гипотеза полностью подтвердилась. И хотя восприятие звука действительно носит широкий индивидуальный характер, в ходе работы мы смогли наблюдать и некоторые закономерности. Так, с полной уверенностью мы можем говорить о возрастных особенностях в звуковосприятии. О наблюдаемых нами гендерных различиях судить сложно в виду малочисленности респондентов.

Работа по данной теме позволила нам также составить таблицу воздействия некоторых звуков на организм человека. Надеемся, что сведения, представленные в ней, будут полезны многим школьникам.