Інфразвук та його вплив на організм людини. Інфразвукова зброя: історія створення

Інфразвук є звуковими хвилями низької частоти, які люди не чують. Оскільки слуховий апарат людей може приймати звуки не більше частот від 16 до 20 тисяч, то верхній рівень частот інфразвуку прийнято вважати 16 Гц. Найменший рівень цього діапазону розташований на рівні 0,001 Гц. Однак на практиці інтерес становлять коливання, що мають десяту або соту частки герца.

Що це

Інфразвукові хвилі являють собою низькочастотні механічні коливання менше 16 Гц. Його джерелами можуть бути природні об'єкти у вигляді грозових розрядів або землетрусів, а також штучні об'єкти у вигляді верстатів, автомобілів, вибухів або спеціальних пристроїв. Хвилі також можуть супроводжувати шуми під час роботи транспорту та промислових установок. Типовим прикладом таких низькочастотних коливань є вібрація.

Так як інфразвукові коливання слабо поглинаються різними середовищами, вони можуть переміщатися на значні відстані по поверхні землі, води та повітря. Завдяки такій якості вдається визначити розташування епіцентру землетрусу, потужного вибуху або гармати, що стріляє. Так коливання в океані йдуть на великі відстані, то фіксуюче обладнання може за певний час отримати дані про виникнення стихійного лиха, наприклад, цунамі.

Природа появи інфразвукових коливань аналогічна чутному звуку, унаслідок чого їм властиві самі фізичні принципи, як і звичайному звуку. Інфразвукі має досить велику довжину хвилі, внаслідок чого у них спостерігається яскраво виражена дифракція. Взагалі далекобійність є важливою властивістю наднизького звуку. Завдяки можливості відображення і далекобійності інфразвукові хвилі знаходять широке застосування в різних галузях науки і техніки.

Принцип дії

Інфразвук може створювати будь-яке тіло, яке має певний коливальний рух. Так як частота власних коливань знижується зі збільшенням розмірів об'єкта, то здебільшого інфразвукові хвилі з'являються при коливаннях чи швидких переміщеннях. Наприклад, у домашніх умовах їх можна отримати ударом по натягнутому полотну тканини або різкому зачиненню дверей тощо. Джерелами таких коливань можуть бути й природні явища: гроза, землетруси тощо.

Генераторами незатухаючих хвиль є пристрої, що нагадують свистки. Якщо труба має закритий кінець, то довжина хвилі відповідає 1/4 стоячої хвилі. Оскільки довжина хвилі є великою, слід брати велику трубу. За допомогою свистків можна отримати дуже значні потужності. Наприклад, інфразвуковий «свисток», який створив французький вчений Гавро, мав найбільшу потужність 2 кВт і діаметр 1,5 м. При його використанні з'являлися хвилі, що призводили до появи тріщин на стінах. Якби його включили на всю потужність, то хвилі могли б зруйнувати цілу будівлю.

Інфразвукові хвилі краще проникають у приміщення, ніж звукові. До того ж вони несприятливо впливають на людину. При тривалому впливі у людей з'являється подразнення, біль голови і втома. Дія хвиль на людину пояснюється резонансною природою. У разі наближення частот коливань тіла до частот зовнішньої інфразвукової хвилі спостерігається ефект резонансу.

Якщо людина лежить, його частота тіла людини дорівнює 4 Гц, у стоячому положенні вона становить від 5 до 12 Гц. У цьому кожен орган людини має частоту коливань. Для черевної порожнини частота становить 3-4 Гц, для грудної клітки – не більше 6-8 Гц тощо. При збігу хвиль із цими частотами відбувається резонанс, що викликає неприємні відчуття, а деяких випадках призводить до дуже важких наслідків. Саме тому в промисловості, транспорті та житлових будинках вживаються заходи, щоб знизити вплив інфразвукових коливань.

У разі резонансу людині здається, що її внутрішні органи починають вібрувати. Інфразвук певної частоти здатний викликати навіть розлади мозку, призвести до сліпоти і навіть спричинити смерть. За таким самим принципом інфразвукові хвилі впливають і інші об'єкти. Наприклад, історія відомий випадок, коли кам'яним мостом маршем, чеканячи крок, пересувався загін солдатів. В результаті виникли коливання, які збіглися із внутрішньою частотою мосту. Виник резонанс, який призвів до руйнування мосту.

Застосування

Інфразвук є не тільки небажаним та небезпечним явищем, його часто використовують і в корисних цілях. Так інфразвукові коливання застосовують на дослідження океанів, атмосфери, зокрема знаходження місць, де відбуваються вибухи чи виверження вулканів. За допомогою них передбачають цунамі та контролюють проведення підземних ядерних вибухів. Для реєстрації інфразвукових хвиль використовують геофони, гідрофони або мікрофони.

На сьогоднішній день інфразвукові хвилі починають повільно, але успішно використовувати з медичною метою. Головним чином їх застосовують для видалення пухлин під час лікування раку, лікування хвороб рогівки, а також у низці інших областей. У нашій країні інфразвуковими коливаннями вперше лікували рогівку у дитячій клінічній лікарні. З цією метою було створено та використано інфразвуковий фонофорез.

За допомогою цього приладу та створюваних ним інфразвукових хвиль до рогівки були доставлені лікарські речовини, які прискорили одужання та призвели до розсмоктування помутнінь у рогівці.

На даний момент розробляються різні фізіотерапевтичні технології, в яких використовуються інфразвукові хвилі. Однак таке лікування використовують лише окремі фахівці та вузькоспрямовано. У лікуванні раку застосовують лише окремі екземпляри приладів, які працюють на інфразвукових коливаннях. У них велика перспектива, однак, розвиток подібних методів зупиняє шкідливий вплив, який інфразвукові хвилі наживають на живий організм. Тим не менш, у майбутньому ці проблеми мають бути вирішені.

Військове застосування

Сьогодні американськими, російськими та іншими закордонними фахівцями розробляється інфразвукова зброя. Кожна країна бажає досягти успіху в цій справі, адже це дозволить отримати недорогий, але ефективний засіб, який буде здатний потай надавати дію на безліч людей. Залежно від частоти, що використовується на полі бою, інфразвук призводитиме супротивника до панічного стану, викликати божевілля, страх, погане самопочуття і смерть. Власнику такої зброї буде достатньо направити її у бік солдатів, щоб ті розбіглися.

Інфразвукова зброя вже знаходить застосування проти натовпу. Подібна зброя була застосована у Грузії проти протестувальників. Люди під впливом хвиль відчували неймовірний страх, вони хотіли сховатися. Їм здавалося, що вони божеволіють і навіть гинуть. Деякі люди втрачали контроль і на деякий час повністю забували, хто вони і що довкола відбувається. Потім люди приходили до тями, але не розуміли, як вони опинялися в тому чи іншому місці. Після цих подій багато людей мали стійкий страх перед участю у мітингах чи будь-яких інших масових заходах.

Хоча інфразвукова зброя і показала свою спроможність, проте наслідки, які вона може надати на людей, досі до ладу не вивчена. Проблемою є й те, що інфразвук у міських умовах переломлюється і відбивається, впливаючи у зворотному напрямку. Явище резонансу також можна використовувати і при облогу будівлі, де розташовуються терористи. Але тут також чимало «білих» плям.

Підґрунтя військового застосування інфразвуку

Тим не менш, у винахідників є історичний приклад успішного застосування інфразвукової зброї. Так у Біблії описується випадок, коли євреї зруйнували стіни Єрихона за допомогою звуку, який видавали священні труби. На цьому прикладі і "німці" намагалися створити свою інфразвукову зброю для знищення літаків супротивника. Але це не призвело до успіху.

"Німці" намагалися влаштовувати диверсії проти англійців. Вони посилали до Великобританії спеціальні грамплатівки, на яких були записані мелодії. При включенні запису платівки мали випромінювати інфразвук. Однак і тут на німецьких військових чекала невдача.

Проте німецькі вчені не зупиняли свої винахідницькі роботи. Річард Валлаушек продовжив створення пристрою, який міг би призвести до смерті противника. У 1944 році він продемонстрував встановлення Schallkanone, що нагадувала параболічний відбивач, усередині якого розташовувався інжектор із запалюванням. У нього подавалося горюча речовина та кисень.

При запалюванні суміші пристрій через певні проміжки часу видавало хвилі необхідної частоти. В результаті люди, які знаходилися на відстані 60 метрів від пристрою. Падали мертво та гинули. Установка показала ефективність, проте вже був кінець війни, її не вдалося повноцінно випробувати та запустити до серії. Саму ж установку після розгрому німців вивезли до Америки, як і багато інших зразків акустичної зброї.

Сьогодні ідеї “німців” набули свого розвитку. Нещодавно американська армія продемонструвала пристрій, який генерує «акустичні кулі». Фахівці з Росії також показали свою установку, яка створює інфразвукові «акустичні кулі», які вражають супротивника за сотні метрів.

Вступ

Інфразвук (від латинського infra - нижче, під), пружні хвилі, аналогічні звуковим, але з частотами нижче області чутних людиною частот. Зазвичай верхню межу інфразвукової області приймають частоти 16-25 Гц . Нижня межа інфразвукового діапазону невизначена. Практичний інтерес можуть становити коливання від десятих і навіть сотих часток Гц., тобто з періодами в десяток секунд. Зазвичай слух людини сприймає коливання не більше 16-20000 Гц (вагань на секунду). Інфразвук викликає нервову перенапругу, нездужання, запаморочення, зміну діяльності внутрішніх органів, особливо нервової та серцево-судинної систем. Для інфразвуку характерне мале поглинання у різних середовищах унаслідок чого інфразвукові хвилі повітря, воді й у земної корі можуть поширюватися дуже далекі відстані. Це знаходить практичне застосування щодо місця сильних вибухів чи становища стреляющего зброї. Поширення інфразвуку на великі відстані в морі дає можливість прогнозувати стихійне лихо - цунамі. Звуки вибухів, що містять велику кількість інфразвукових частот, використовуються для дослідження верхніх шарів атмосфери, властивостей водного середовища. "Голос моря" - це інфразвукові хвилі, що виникають над поверхнею моря при сильному вітрі, в результаті виховання за гребенями хвиль. Внаслідок того, що для інфразвуку характерне мале поглинання, він може поширюватися на великі відстані, а оскільки його поширення значно перевищує швидкість переміщення області шторму, то "голос моря" може служити для завчасного передбачення шторму. Своєрідними індикаторами шторму є медузи. На краю "дзвона" у медузи розташовані примітивні очі та органи рівноваги - слухові колбочки завбільшки з шпилькову головку. Це і є "вуха" медузи. Вони чують інфразвуки з частотою 8 – 13 Гц. Шторм розігрується ще за сотні кілометрів від берега, він прийде в ці місця приблизно через 20 годин, а медузи вже чують його і йдуть на глибину. Довжина інфразвукової хвилі дуже велика (на частоті 3.5 Гц вона дорівнює 100 метрам), проникнення у тканини тіла також велике. Можна сказати, що людина чує інфразвук<всем телом>. У цій роботі описані основні теми щодо інфразвуку.

Джерела інфразвукових хвиль

До основних техногенних джерел інфразвуку відноситься потужне обладнання - верстати, котельні, транспорт, підводні та підземні вибухи. Крім того, інфразвук випромінюють вітрові електростанції. Природні джерела потужного інфразвуку - урагани, виверження вулканів, електричні розряди і різкі коливання тиску в атмосфері (рівень від 60 до 90 дБ. Але в цій шкідливій області інфразвуку людина швидко наздоганяє природу і в ряді випадків вже перегнала її. Так, запуск типу "Аполлон" рекомендоване (короткочасне) значення інфразвукового рівня для космонавтів становило 140 дБ (!), А для обслуговуючого персоналу та навколишнього населення 120 дБ (!) Джерелом інфразвукових коливань є грозові розряди (грім), а також вибухи. У земній корі спостерігаються струси та вібрації інфразвукових частот від найрізноманітніших джерел, у тому числі від вибухів обвалів і транспортних збудників, що містяться в шумі атмосфери, лісу та моря, їх джерело - турбулентність атмосфери та вітер (приклад, так званий "голос моря" - інфразвукові коливання, що утворюються від завихрень вітру на гребенях морських хвиль, існує й інші види інфразвукових хвиль вітрового походження). У повітрі виникають не тільки поперечні коливання, але і поздовжні, сила інфразвуку, що виникає, пропорційна квадрату довжини хвиль. При швидкості вітру 20 м/с потужність голосу може досягати 3 Вт з кожного метра фронту хвилі. За певних умов шторм генерує інфразвук потужністю вже десятки кВт. Причому основне випромінювання інфразвуку йде приблизно в діапазоні близько 6 Гц – найбільш небезпечний для людини. Треба додати, що «голос», поширюючись зі швидкістю звуку, значно випереджає вітер і морські хвилі, до того ж інфразвук дуже розсіюється з відстанню. У принципі він може поширюватися без значного послаблення на сотні та тисячі кілометрів, як у повітрі, так і у воді, причому швидкість водяної хвилі у кілька разів перевищує швидкість повітряної. Так що десь вирує шторм, а за тисячу кілометрів від цього місця екіпаж якоїсь шхуни сходить від 6-герцового випромінювання з розуму і в жаху кидається в абсолютно спокійне море. При коливаннях порядку 6 герц людина відчуває занепокоєння, що часто переходить у несвідомий страх; при 7 герцях можливий параліч серця та нервової системи; при коливаннях на порядок вище можливе руйнування технічних пристроїв. Загалом, джерел інфразвуку досить багато. Розвиток промислового виробництва та транспорту призвело до значного збільшення джерел інфразвуку у навколишньому середовищі та зростання інтенсивності рівня інфразвуку. Короткий опис техногенних джерел інфразвуку наведено в наведеній нижче таблиці:

Інфразвук у нашому світі

Інфразвук супроводжує нас у повсякденному оточенні. Інфразвукові шуми, вироблені градирнями теплоелектроцентралей, різними пристроями всмоктування повітря або випуску газів, що відпрацювали; нечутні, але такі шкідливі інфразвукові випромінювання потужних вібромайданчиків, гуркотів, дробарок, транспортерів. Інфразвукові хвилі активно розповсюджуються в атмосфері. Все це позначається на здоров'ї. Відомі деякі рідкісні трагічні інценденти, ймовірно пов'язані з інфразвуком. Найвидатніший акустик Т. Тарноці доповів про загибель у гроті Бордаль (Верхня Угорщина) трьох туристів за умов різкої зміни атмосферного тиску. У поєднанні з вузьким і довгим вхідним коридором грот являв собою подібність низькочастотного резонатора, а це могло спричинити різке збільшення коливань тиску інфразвукової частоти.

Поява суден, що періодично спостерігалася, - "летючих голландців" з мертвими на борту також іноді ймовірно приписували потужним інфразвуковим коливанням, що виникають під час сильних штормів і тайфунів. Якщо ми змогли б забезпечити всі судна найпростішими інфразвуковими самописцями рівня (інфразвукового шуму), щоб можна було порівняти зміни самопочуття екіпажу із записаними коливаннями тиску повітряного середовища. Поки ж фахівці з охорони навколишнього середовища обмежилися тим, що встановили, наприклад, приймачі інфразвуку у верхніх частинах точкових будівель і при цьому виявили таке: під час сильних поривів вітру рівень інфразвукових коливань (частоти 0.1 Гц) досягав на тридцятому поверсі. тобто навіть дещо перевищував поріг болючого відчуття вуха в діапазоні чутних частот. В одному експерименті показано, що навіть невелика, порівняно з довгою інфразвуковою хвилею, кімната може бути хвильовим резонатором із частотою 5,5 Гц. Експериментально показано, що перебування у різних частинах навіть невеликого приміщення здатне викликати різноспрямовану реакцію органів і систем людини та тварин. У людини, яка знаходиться в одному кінці приміщення, знижується працездатність, зменшується частота відмінності звукових імпульсів і світлових миготінь, різко активується активність регуляції судинної системи та розвивається реакція гіперкоагуляції крові (надкручування крові).

Це з прямою дією інфразвуку на стінки кровоносних судин. У той самий час у людини, яка знаходилася в протилежному кінці приміщення помірно, але статистично достовірно, зростає працездатність, зменшується активність систем згортання крові і покращуються показники реакції на частоту світлових миготінь і звукових імпульсів.

Залежність реакції у відповідь організму на перебування людини і тварин у різних частинах одного і того ж приміщення зберігалася в межах перевіреної інтенсивності інфразвуку від 80 до 120 дБ і частотах 8, 10 і 12 Гц.

Гранично-допустимі рівні (ПДУ) звукового тиску робочих місцях встановлюється СН (санітарні норми) 2.2.4/1.8.583-96 диференційовано щодо різноманітних видів робіт. Загальний рівень звукового тиску для робіт різного ступеня тяжкості не повинен перевищувати 100 дБ, робіт різного ступеня інтелектуально-емоційної напруженості не більше 95 дБ.

Застосування інфразвуку в медицині

Нині інфразвук починають повільно використовувати у медицині. В основному при лікуванні раку (видалення пухлин), в мікрохірургії ока (лікування захворювань рогівки) та в деяких інших областях. У Росії вперше лікування інфразвуком рогівки ока застосували в Російській дитячій клінічній лікарні. Вперше в практиці дитячої офтальмології при лікуванні захворювань рогівки застосовано інфразвук та інфразвуковий фонофорез. Підведення лікарських речовин до рогівки за допомогою інфразвуку дозволило не лише прискорити процес одужання, а й сприяло розсмоктуванню стійких помутнінь рогівки, а також знизити кількість рецидивів захворювання. Зараз існує чимало фізіоотерапевтичних апаратів, які використовують метод лікування інфразвуком. Але вони мають застосування лише у вузьких спеціалізаціях. За застосуванням інфразвуку проти раку відомо дуже мало, існують поодинокі пристрої такого типу. Хоча перспективність їхнього застосування не викликає великих сумнівів. Складність застосування обумовлена ​​тим, що інфразвук справляє згубний вплив на живий організм, потрібно провести сотні випробувань і багато років роботи, щоб знайти відповідні параметри впливу. Майбутнє цього методу не за горами.

Розвиток техніки та транспортних засобів, удосконалення технологічних процесів та обладнання супроводжуються збільшенням потужності та габаритів машин, що обумовлює тенденцію підвищення низькочастотних складових у спектрах та появу інфразвуку, який є порівняно новим, не повністю вивченим фактором виробничого середовища.
Цікаві факти
Орган може відтворювати інфразвук
Інфразвуком називають акустичні коливання із частотою нижче 20 Гц. "Інфразвук" походить від лат. infra - "нижче, під" і означає пружні хвилі, аналогічні звуковим, але з частотами нижче області чутних людиною частот. Інфразвук міститься в шумі атмосфери, лісу та моря. Джерелом інфразвукових коливань є грозові розряди (грім), а також вибухи та гарматні постріли. У земній корі спостерігаються струси та вібрації інфразвукових частот від найрізноманітніших джерел, у тому числі від вибухів обвалів та транспортних збудників.

Для інфразвуку характерне мале поглинання у різних середовищах унаслідок чого інфразвукові хвилі повітря, воді й у земної корі можуть поширюватися дуже далекі відстані. Це знаходить практичне застосування щодо місця сильних вибухів чи становища стреляющего зброї. Поширення інфразвуку на великі відстані в морі дає можливість прогнозувати стихійне лихо - цунамі. Звуки вибухів, що містять велику кількість інфразвукових частот, використовуються для дослідження верхніх шарів атмосфери, властивостей водного середовища.

"Голос моря" - це інфразвукові хвилі, що виникають над поверхнею моря при сильному вітрі, в результаті виховання за гребенями хвиль. Внаслідок того, що для інфразвуку характерне мале поглинання, він може поширюватися на великі відстані, а оскільки його поширення значно перевищує швидкість переміщення області шторму, то "голос моря" може служити для завчасного передбачення шторму.

"Індикатор штрому"
Іноді інфразвукові хвилі зароджуються в океані під час шторму або підводних землетрусів, поширюючись на сотні, тисячі кілометрів, як у повітрі, так і у воді. Тому можуть наздоганяти корабель, який знаходиться далеко, у спокійному районі. На морських просторах зустрічаються судна з мертвими моряками. Вони загинули від миттєвої зупинки серця. Знаходяться й обезлюднілі кораблі-примари. Їхні екіпажі, охоплені незрозумілим жахом, викидалися за борт. Відомо чимало розповідей про субмарини, що зникли за дивних обставин. Все це – наслідок дії інфразвукових коливань.

Своєрідними індикаторами шторму є медузи. На краю "дзвона" у медузи розташовані примітивні очі та органи рівноваги - слухові колбочки завбільшки з шпилькову головку. Це і є "вуха" медузи. Вони чують інфразвуки з частотою 8 – 13 герц. Шторм розігрується ще за сотні кілометрів від берега, він прийде в ці місця приблизно через 20 годин, а медузи вже чують його і йдуть на глибину.

Вплив інфразвуку на організм людини

Наприкінці 60-х років французький дослідник Гавро виявив, що інфразвук певних частот може викликати в людини тривожність та занепокоєння.

Інфразвук із частотою 7 Гц смертельний для людини.

Джерелами інфразвуку на суші можуть бути компресори, двигуни внутрішнього згоряння, транспорт, промислові кондиціонери і вентилятори, що рухається.

Дослідження біологічної дії інфразвуку на організм показали, що людський організм високочутливий до інфразвуку. Вплив його відбувається не лише через слуховий аналізатор, а й через механорецептори шкіри. Що виникають під впливом інфразвуку, нервові імпульси порушують узгоджену роботу різних відділів нервової системи, що може виявлятися запамороченням, болями в животі, нудотою, утрудненим диханням, почуттям страху, при більш інтенсивному та тривалому впливі – кашлем, задухою, порушенням психіки. Інфразвукові коливання навіть невеликої інтенсивності викликають нудоту і дзвін у вухах, зменшують гостроту зору.

Коливання середньої інтенсивності можуть стати причиною розладу травлення, серцево-судинної, дихальної систем, порушення психіки з несподіваними наслідками.

Інфразвук високої інтенсивності, що тягне за собою резонанс, через збіг частот коливань внутрішніх органів та інфразвуку, призводить до порушення роботи практично всіх внутрішніх органів, можливий смертельний результат через зупинку серця, або розриву кровоносних судин;

Власні (резонансні) частоти деяких частин тіла.

Слід вживати особливих заходів захисту проти появи звукових коливань з такими частотами, оскільки - збіг частот призводить до виникнення резонансу:

20-30 Гц (резонанс голови)
40-100 Гц (резонанс очей)
0.5-13 Гц (резонанс вестибулярного апарату)
4-6 Гц (резонанс серця)
2-3 Гц (резонанс шлунка)
2-4 Гц (резонанс кишківника)
6-8 Гц (резонанс нирок)
2-5 Гц (резонанс рук)

Основні джерела інфразвукових хвиль

Розвиток промислового виробництва та транспорту призвело до значного збільшення джерел інфразвуку у навколишньому середовищі та зростання інтенсивності рівня інфразвуку.

Як уникнути шкідливого впливу інфразвуку на організм людини

Найбільш ефективним та практично єдиним засобом боротьби з інфразвуком є ​​зниження його в джерелі. При виборі конструкцій перевага повинна надаватися малогабаритним машинам великої жорсткості, так як у конструкціях з плоскими поверхнями великої площі та малої жорсткості створюються умови для генерації інфразвуку. Боротьбу з інфразвуком у джерелі виникнення необхідно вести у напрямку зміни режиму роботи технологічного обладнання - збільшення його швидкохідності (наприклад, збільшення числа робочих ходів ковальсько-пресових машин, щоб основна частота прямування силових імпульсів лежала за межами інфразвукового діапазону).

Повинні вживатися заходи щодо зниження інтенсивності аеродинамічних процесів – обмеження швидкостей руху транспорту, зниження швидкостей витікання рідин (авіаційні та ракетні двигуни, двигуни внутрішнього згоряння, системи скидання пари теплових електростанцій тощо).

Засоби захисту
У боротьбі з інфразвуком на шляхах поширення певний ефект мають глушники інтерференційного типу, зазвичай за наявності дискретних складових у спектрі інфразвуку.

Виконане останнім часом теоретичне обґрунтування перебігу нелінійних процесів у поглиначах резонансного типу відкриває реальні шляхи конструювання звукопоглинаючих панелей, кожухів, ефективних у низьких частотах.

Як індивідуальні засоби захисту рекомендується застосування навушників, вкладишів, що захищають вухо від несприятливої ​​дії супутнього шуму.

До заходів профілактики організаційного плану слід віднести дотримання режиму праці та відпочинку, заборону понаднормових робіт. При контакті з ультразвуком понад 50% робочого часу рекомендуються перерви тривалістю 15 хв через кожні 1,5 годин роботи.

Значний ефект дає комплекс фізіотерапевтичних процедур – масаж, УФ-опромінення, водні процедури, вітамінізація та ін.

За матеріалами журналу "ЮДСПЕЦТЕХНІКА"
та сайту http://tmn.fio.ru/

Рідко хто думає про те, скільки всього різних звуків існує в природі. Мало хто знає і те, що самого звуку як такого не існує, а те, що чує людина, лише перетворені хвилі певної частоти. Слуховий апарат, який мають люди, здатний перетворювати деякі такі хвилі на звуки, до яких ми звикли. Однак це лише маленька частка всіх тих частот, які оточують кожного. Деякі з них, які неможливо почути без спеціальних приладів, здатні завдати організму людини значної шкоди.

Концепція

Інфразвук – це звукові коливання, у яких частота менше 16 Гц. У існуючому світі повно звуків і всі вони мають різний діапазон. Слуховий апарат людини розрахований прийом звуків, у яких частота щонайменше 16 коливань на секунду, але з більше 18-20. Такі коливання вимірюються у герцах (Гц). Разом з тим подібні звукові коливання можуть бути як вищими, так і нижче вказаного діапазону. Такі нечутні людьми частоти є так званими областями, у яких існують ультразвук та інфразвук. Ці коливальні процеси абсолютно не чують людину, проте, в той же час, саме вони можуть впливати на різні процеси, в тому числі і на людський організм.

Мозок людини влаштований таким чином, що здатний сприймати лише невелику частину тих явищ, що відбуваються в звуковому середовищі, які можуть досягти внутрішнього вуха, його периферичних рецепторних приладів. При цьому сприйняття таких акустичних хвиль визначатиметься кількома факторами, серед яких і спрямованість уваги, і рецепторів, і швидкість передачі нервовими шляхами.

Звук

Як згадувалося, інфразвук знаходиться нижче діапазону сприйняття звуків людиною. Суть інфразвуку не відрізняється від інших звуків. Взагалі звуком називаються пружні хвилі, які переміщуються у певному середовищі і своїми такими переміщеннями створюють механічні коливання. Іншими словами, звуком можна назвати переміщення молекул повітря, що відбувається в результаті коливання будь-якого фізичного тіла. Як приклад, можна навести коливання, що походять від струнних інструментів. Для того щоб звук поширювався, має бути повітряне середовище. Загальновідомо, що у вакуумі завжди панує тиша. Це пояснюється тим, що в результаті фізичної дії відбуваються зворотно-поступальні рухи повітря, які, у свою чергу, викликають хвилі стиснення та розрідження.

Особливості інфразвуку

Інфразвук - це низькочастотний і хоча його фізична сутність така сама, як і в іншого звуку, він має кілька особливостей. Так, низькочастотні хвилі мають велику проникаючу здатність. Це зумовлюється тим, що вони характеризуються малим поглинанням. Інфразвук, поширений на глибині океану або в повітряному просторі біля землі, що має частоту від десяти до двадцяти герц, як правило, згасає, подолавши тисячу кілометрів лише на кілька децибелів. Таке ж незначне розсіювання інфразвукових хвиль відбувається й у природному середовищі. Це з величезної довжиною хвиль. Так, остання величина, якщо частота інфразвуку 3,5 Гц, становитиме близько 100 метрів. Єдине, що здатне вплинути на розсіювання цих акустичних хвиль, це великі об'єкти (висотні будівлі та споруди, гори, скелі тощо). Ці два фактори – невелике поглинання та низьке розсіювання – сприяє переміщенню інфразвуку на далекі відстані.

Наприклад, кілька разів можуть обійти поверхню земної кулі такі звуки, як виверження вулкана чи ядерні вибухи, а хвилі, які у результаті якихось сейсмічних коливань, можуть подолати всю товщу планети. В результаті названих причин інфразвук, вплив на людину якого дуже негативно, практично неможливо ізолювати, а всі матеріали, призначені для звукоізоляції та звукопоглинання, втрачають свої властивості на низьких частотах.

Інфразвук та процеси, що відбуваються в організмі людини

Як зазначалося, довжина низькочастотної хвилі досить велика, тому її проникнення в організм людини, у його тканини теж може бути виражена значною мірою. Якщо висловитися фігурально, то людина, хоч і не чує інфразвуку вухами, вона чує її всім своїм тілом. Інфразвук на людину може впливати по-різному, може співпадати з багатьма процесами, що відбуваються в організмі людини. Адже багато органів також створюють певні звуки. Наприклад, серце при скороченні створює інфразвук із частотою 1-2 Гц, мозок у період сну – від 0,5 до 3,5 Гц, а в період його активної роботи – від 14 до 35 Гц. Природно, що й зовнішні інфразвукові коливання якимось чином збігатимуться з коливаннями, які у організмі людини, останні будуть лише посилюватися. А це посилення може зрештою призвести до пошкодження органу, його розладу або взагалі розриву.

Джерела у природі. Морські хвилі

Природу буквально пронизує інфразвук. Це викликається багатьма явищами, серед яких і різкі перепади тиску, і виверження вулканів, і сейсмічна активність, і урагани, і багато інших чинників. Численні дослідження, що проводилися над людьми, що потрапили в зону дії низькочастотних хвиль, дали підстави вченим вважати, що інфразвук небезпечний для людини, її здоров'я. Ці хвилі провокують втрату чутливості органів, призначених регулювання рівноваги тіла. У свою чергу, ця втрата є причиною виникнення вушних болів, пошкоджень мозку, болів у хребті. Деякі вчені та психологи вважають, що інфразвук – це основна та найбільш серйозна причина психологічних розладів.

Він існує завжди навіть тоді, коли люди вважають, що в атмосфері панує тиша. Джерела інфразвуку різні та різноманітні. Удари морських хвиль об берег, по-перше, викликають невеликі сейсмічні коливання надрах, а по-друге, сприяють змін у тиску повітря. За допомогою спеціальних барометрів можна такі коливання вловити. Потужні пориви вітру, поєднуючись із морськими хвилями, є джерелом потужних низькочастотних хвиль. Вони переміщаються зі ж поширюючись хвилями моря, ще більше посилюються.

Провісники

Подібні інфразвуки є провісниками шторму чи урагану. Не секрет, що тварини мають унікальну здатність передбачати такі явища природи. Наприклад, медузи, які ще до початку шторму віддаляються від узбережжя. Така здатність пророкування за твердженням деяких учених є і в окремих людей. З давніх-давен були відомі люди, які дивлячись на спокійне і безтурботне море, могли заявити про швидкий шторм. При вивченні цього факту з'ясовувалося, що такі люди відчувають біль у вухах, які викликаються інфразвуковими хвилями. Крім того, низькочастотні хвилі, що з'являються в результаті шторму, впливають на поведінку людини, на її психіку. Це може виражатися як у нездужання, погіршення пам'яті, так і у підвищенні кількості суїцидальних спроб.

Землетруси та виверження вулканів

Інфразвук у природі може виникати і внаслідок землетрусу. З його допомогою, наприклад, японці пророкують швидку появу цунамі, що виникають у результаті підводної сейсмоактивності. Борис Островський, дослідник у цій галузі, заявляє, що у Світовому океані щороку відбувається понад п'ятдесят тисяч підводних землетрусів, і кожен із них створює інфразвук. Це явище та його механізм характеризуються наступним. Загальновідомо, що сейсмічна активність виникає внаслідок накопичення енергії у земної корі. Зрештою ця енергія вивільняється, а кора розривається. Саме ці сили створюють При цьому інтенсивність інфразвуку прямо пропорційна напруженості енергії у земній корі. Під час підводного землетрусу поперечні низькочастотні хвилі переміщуються крізь товщу води і далі, досягаючи іоносфери. Судно, що потрапило в район випромінювання таких хвиль, опиниться під впливом інфразвуку. Якщо таке судно буде у зазначеному районі тривалий час, воно може стати так званим резонатором. Тобто, іншими словами, наступним джерелом низькочастотних хвиль. Це судно передаватиме, подібно до динаміка, інфразвук. Вплив на людину саме цього фактора часом є причиною виникнення у людей, що знаходяться на кораблі, незрозумілого страху, що часто переходить у жах. Деякі дослідники стверджують, що в цьому полягає розгадка виявлень кораблів у відкритому морі без екіпажу. Люди, що потрапили в таку ситуацію, шукають шляхи виходу, втечі з корабля, аби сховатися від цього нечутного звуку, який доводив їх до божевілля.

Чим більша інтенсивність низькочастотних коливань, тим більша паніка може охопити людей, котрі перебувають на кораблі-резонаторі. Цей незрозумілий жах свідомістю людини інтерпретуватиметься, підшукуватиметься його причина. Можливо, саме це і вплинуло на появу таких поширених міфів, як сирени. Якщо детальніше вивчати древні міфи, можна припустити, що веслярі, закладають вуха звуконепроникними пристосуваннями, і навіть інші члени команди корабля, які прив'язували себе до щоглах, намагалися таким чином захиститися. Це був своєрідний захист від інфразвуку.

В історії чимало випадків, коли корабель виявили з мертвими тілами екіпажу. І тут застосовна теорія про інфразвук. Як уже говорилося вище, якщо він збігався з частотами, що видаються внутрішніми органами людини, то, як правило, багато разів посилювався. Цей посилений інфразвук цілком міг розірвати внутрішні органи, отже, заподіяти раптову смерть. Вбивчий інфразвук, швидше за все, був винуватцем кількох смертей, що трапилися 1957 року в Монголії. Тоді, 4 грудня, стався сильний землетрус. За оповіданнями очевидців, деякі люди, серед яких пастухи, що пасли худобу, буквально падали мертво ще до початку Гобі-Алтайського землетрусу.

Виверження вулканів – ще одні джерела інфразвуку. Частота хвиль інфразвуку, що з'являється при цьому, становить близько 0,1 Гц.

За деякими твердженнями, всілякі нездужання, що з'являються у людей під час поганої погоди, спричинені нічим іншим, як інфразвуком.

Виробничі джерела

На відміну від природи, яка не так часто ускладнює життя людини своїми низькочастотними звуками, інфразвук, що з'являється в результаті людської діяльності, все більш і більше негативно впливає на людей. Ці низькочастотні хвилі виникають разом із тими самими процесами, у яких виникають і чутні людиною звуки. Одними з таких є постріли з гармат, вибухи, звукове випромінювання, що походить від реактивних двигунів.

Заводські компресори і вентилятори, дизельні установки, всілякі агрегати, що повільно працюють, міський транспорт - це всі джерела інфразвуку. Найпотужніші низькочастотні хвилі викликають зустрічі двох залізничних поїздів на швидкості, а також проїзд поїзда тунелем.

Чим далі розвивається людство, тим більше потужні та об'ємні машини та механізми розробляються та виробляються. Відповідно, це супроводжується і посиленням створюваних інфразвукових хвиль. Особливу небезпеку становить інфразвук у виробництві через те, що він у цій сфері повністю не вивчений.

Інфразвук та людина

Негативний вплив інфразвуку на людину підтверджується багатьма дослідженнями. Одні вчені вважають, що він має безперечний негативний вплив як на організм, а й у психіку людей. Так, експерименти, яким піддаються космонавти, дозволяють сказати, що випробувані за низькочастотних хвиль повільніше вирішують прості математичні завдання.

Вчені в галузі медицини визначили, що при частоті коливань 4-8 Гц виявляється небезпечний резонанс черевної порожнини. Під час перетягування цієї області ременями спостерігалося підвищення частоти звуків, проте вплив на організм інфразвуку не припинявся.

Одними з найбільших резонуючих об'єктів в організмі людини є серце та легені. У випадках збігу їх частот із зовнішніми низькочастотними хвилями вони схильні до найбільш сильних коливань, які в кінцевому рахунку можуть призвести до зупинки серця і пошкодження легень.

Багато трудів вчених присвячені впливам, які чинить на мозок інфразвук. На людину низькочастотні хвилі можуть впливати по-різному. Дослідження показали, що є певна схожість наслідків застосування алкоголю та впливу інфразвуку. Так, і в тому, і в іншому випадку обидва ці фактори активно пригнічують розумову роботу.

На кровоносну систему низькочастотні хвилі також негативно впливають. Дослідниками у цій галузі було проведено експерименти. Внаслідок них у піддослідних, з яких було проведено застосування інфразвуку, спостерігалося різке зниження артеріального тиску, виявлялася аритмія, збій дихання, стомлюваність та інші порушення нормальної життєдіяльності організму.

Усі зустрічалися з ситуацією, коли після довгої та стомлюючої поїздки на автотранспорті чи плавання морем, настає поганий стан, у якому проявляється блювотний рефлекс. Зазвичай люди в таких випадках кажуть, що їх захитало. Однак це і є безпосередній вплив інфразвуку, що проявляється у дії на вестибулярний апарат. Цікаво, що з допомогою інфразвуку ще у Стародавньому Єгипті жерці катували своїх бранців. Вони пов'язували їх і за допомогою дзеркала та спрямованих у вічі жертві, домагалися появи в останніх судом. Це був вплив інфразвуку. Воля таких бранців придушувалася, і вони були змушені відповідати на запитання, що задаються їм.

Висновок

І хоча ультразвук та інфразвук ще до кінця не вивчені, і є безліч прогалин у їх розумінні, останній вже з давніх-давен асоціювався у людей з якимись природними катаклізмами. Їхня підсвідомість дозволяла їм уникати багатьох бід, а сам інфразвук сприймався людиною, як провісник чогось поганого. З часом це почуття у людства поступово атрофувалося. Однак і зараз раптом незрозумілий страх, що казна-звідки взявся, може застерегти людину від чогось поганого, змушуючи його втекти подалі і втекти від жаху, що наздоганяє.

Інфразвук – низькочастотний звук, який знаходиться нижче діапазону слуху людини. Він постійно оточує людей, породжений природним та техногенним шляхом. У першому випадку джерелами інфразвуку є вітер, хвилі, землетруси, а в другому - будівництво, транспорт, кондиціонери тощо.

Інфразвук: вплив на людину

Вищі рівні інфразвуку частотою 7-20 Гц можуть безпосередньо впливати на центральну нервову систему людей. У людини виникають дезорієнтація, тривога, паніка, спазми в кишечнику, нудота, блювання та, зрештою, відбувається втрата свідомості. Імовірно, 7-8 Гц найбільш ефективні, оскільки збігаються із середньою частотою -хвиль мозку. Інфразвук ненавмисно (чи ні?) видають церковні органи, прищеплюючи релігійні почуття і викликаючи відчуття «крайнього почуття смутку, холоду, занепокоєння і навіть тремтіння по хребту» у парафіян, які нічого не підозрюють. Кажуть, низькочастотний звук, що генерується природним шляхом, транспортом або при будівництві, є причиною повідомлень про надприродні явища та привиди, оскільки 19 Гц відповідає резонансній частоті очного яблука.

Дія звуку

7 Гц, імовірно, найнебезпечніше, оскільки відповідають альфа-ритмам головного мозку. Стверджується також, що це резонансна частота органів людини, тому при тривалому впливі може статися їхнє пошкодження і навіть загинути.

При 1-10 Гц мозок спочатку блокується, а потім знищується. У міру збільшення амплітуди було відмічено кілька неприємних реакцій, після чого розпочинається повне неврологічне втручання. Дія мозкової речовини фізіологічно блокується, яке вегетативні функції припиняються.

На частоті 43-73 Гц спостерігається зниження гостроти зору, показники IQ знижуються до 77% нормальних, порушується просторова орієнтація, координація роботи м'язів, рівновага, мова стає невиразною, відбувається втрата свідомості.

При 50-100 Гц навіть із захищеними вухами виникають "нестерпні відчуття в ділянці грудей". Інші фізіологічні зміни, які можуть статися, включають вібрацію та зміни дихального ритму. Легка нудота та запаморочення з'являються на рівнях 150-155 дБ, після чого досягається межа переносимості. Симптоми включають супутній дискомфорт, кашель, значне зниження тиску, ядуху та гіпофарингеальний дискомфорт.

На рівні 100 Гц у людини з'являється легка нудота, запаморочення, почервоніння шкіри та поколювання в тілі. Після цього виникає тривога, відчуття сильної втоми, горловий тиск та респіраторна дисфункція.

Історія створення

Про руйнівні можливості звуку знали ще в давнину. У 1400 р. до зв. е. ізраїльтяни, стоячи біля стін Єрихона, «почувши голос труби, вигукнули гучним голосом, і обрушився мур до свого заснування», про що свідчить книга Ісуса Навина (гл. 6, ст. 20). Наприкінці ХІХ ст. Нікола Тесла під час експериментів із ексцентричними колесами, стоячи на платформі, відчув приємне почуття по всьому тілу. Він також виявив, що перебування в такому стані більше 1-2 хвилин змінювало серцевий ритм і підвищувало кров'яний тиск до небезпечно високих рівнів. А під час Другої світової німецькі інженери побудували зброю, яка спрямовувала звук на ціль за допомогою рефлектора.

Вихрова гармата

Це єдина відома звукова зброя, яка була розгорнута на заключному етапі війни. Інфразвукова гармата Luftkanone призначалася для поразки ворожих літаків звуковим вихором. Конструкція складалася з параболічного відбивача діаметром 3,2 м із короткою трубкою. Остання була камерою згоряння і звуковим генератором, що тягнеться до задньої частини від вершини параболи. У камеру ззаду двома коаксіальними соплами подавалися метан та кисень. Довжина чаші становила чверть довжини хвилі звуку повітря. Після ініціювання перша ударна хвиля відбивалася від відкритого кінця камери та ініціювала другий вибух. Частота становила від 800 до 1500 імпульсів на секунду. Основна пелюстка інтенсивності звуку мала кут відкриття 65°, а на відстані 60 м вимірювався тиск 1000 мікробар. Жодних фізіологічних експериментів не проводилося, але було підраховано, що знадобилося б 30-40 с, щоб убити людину. На великих відстанях до 300 м ефект був не смертельним, але дуже болючим і, ймовірно, нейтралізував би людину на тривалий час. Зокрема, торкався зір, і навіть низькі рівні впливу призвели до того, що точкові джерела світла здавалися б лініями.

Дослідження Гавро

Наприкінці 50-х і на початку 60-х Володимир Гавро, інженер російського походження, та її помічник під час роботи у своїй лабораторії раптово відчули нудоту і нестерпний біль голови. Як тільки вони залишили приміщення, симптоми одразу зникли. Вони зрозуміли, що щось у лабораторії викликає хворобливі симптоми, але гадки не мали, що це таке. Зрештою, вони помітили, що коли в чашці кави на лаві виникала дивна бриж, вони починали почуватися погано. Коли бриж припинявся, негативні відчуття проходили.

Гавро виявив, що нездужання і бриж припинялися, коли були зачинені деякі вікна. Великі досліди та десятки випробувань призвели до виявлення того, що в будівлі було встановлено несправний вентилятор, що працює від електроприводу. Його рух викликав інфразвуковий резонанс, який у поєднанні з бетоном будівлі утворював величезний інфразвуковий підсилювач із резонансною частотою, яка була нечутна, але могла зробити їх хворими.

Знаючи причину, Гавро та його помічник перевірили теорію на собі. Вони нічого не чули, але через 5 хвилин після включення апарата, що імітує несправний вентилятор, змушені були повзти, щоб відключити його. За словами Гавро, вони відчували нездужання годинами, всі всередині вібрували серце, легені, шлунок... Людям в інших лабораторіях теж було погано, і вони були дуже сердиті. Гавро був переконаний, що знайшов нову інфразвукову зброю масової поразки. Він продовжував змінювати розміри та частоти обладнання, щоб дослідити їхню можливу дію. Але у 1968 році він зупинився. Без попередження та без пояснень експерименти припинилися. Гавро запатентував пристрій і авторське свідоцтво зберігається у французькому патентному бюро, де за невелику плату можна отримати до нього доступ.

Застосування у В'єтнамі

У 1975 році СРСР зажадав, щоб інфразвукова зброя була класифікована як зброя масового знищення, і щоб її розробка була заборонена у всьому світі. Це було за публікацією низки статей, які звинувачують США у його використанні у В'єтнамі. Потім робилися повторні запити, які припинилися через постійну відмову США та Великобританії визнати необхідність такого закону, оскільки ніхто не мав такої зброї і не розробляв його. У 1977 році, однак, у журналі British Science Magazine з'явилася стаття, в якій стверджувалося, що Великобританія тестує його на британських солдатах і що воно схоже на те, що Сполучені Штати використовували під час війни у ​​В'єтнамі.

Міфи та реальність

Багато написане про інфразвукову зброю засноване на міфології, теорії змови та псевдонауці. Незважаючи на це, спроби розвінчати теорію не змогли зруйнувати інтерес до нього завдяки новим чуткам про російські секретні збройові фабрики та використання американської поліції інфразвуку як засіб запобігання заворушенням.

Система LRAD

Хоча жодна держава у світі не визнає наявності інфразвукової зброї, кожна з них готова застосувати її. Акустичний пристрій далекого радіусу дії (LRAD), розроблений для забезпечення безпеки на морі, перейшов на наземне використання правоохоронними органами для утихомирення заворушень. LRAD, встановлений на деяких поліцейських машинах, має тривалу гучність 162 дБ. Больовий поріг для більшості людей становить близько 130 дБ, і саме це робить пристрій таким ефективним.

Вплив інфразвуку на людину зовсім інший. Він працює на ультранизьких рівнях, впливаючи на людей буквально зсередини. Ті, хто зазнав дії наднизьких частот, страждають головними болями, відчувають нудоту і взагалі їм нездужає. У міру збільшення часу експозиції головний біль стає більш серйозним, починається блювання. Серцевий ритм частішає, підвищується кров'яний тиск. Внутрішні органи починають вібрувати. Подальша дія призведе до руйнування в них делікатних кровоносних судин та появи кровотеч. Резонанс, що триває, викличе повне руйнування або розрідження внутрішніх органів і смерть буде неминуча.

Крім того, інфразвукова зброя використовує діапазон частот нижче 20 Гц, а системи LRAD – 2,5 кГц.

Засіб керування масами?

Немає жодної інформації про те, що якась країна розробляє або розгортає інфразвукову зброю, але теорія змови рясніє «доказами» її існування та використання. Хоча повірити, що його немає, складно. Можливість контролю великої кількості людей надто приваблива для тих, хто прагне керувати та маніпулювати своїми громадянами. Тому можливість викликати погане самопочуття або смерть, не забруднюючи рук, занадто спокуслива, щоб пройти повз неї.