Infradźwięki

Dawno, bardzo dawno temu ludzie sadzili, że dźwięk jest jakąś specjalną materia, rozprzestrzeniającą się z danego ciała na wszystkie strony. Jednak nieco później doszli do przekonania, że dźwięk stanowią drgania drobnych cząsteczek materii. W ten sposób na przykład pojmował już dźwięk grecki filozof Arystoteles, żyjący w IV w p.n.e. Natomiast żyjący w
I w n.e. Rzymski uczony Witruwiusz, porównywał rozchodzenie się dźwięku z falami powstającymi na wodzie w postaci kręgów, gdy jej spokojna powierzchnia zostanie poruszona rzuconym do wody kamieniem.
I trzeba przyznać, że nie byli oni dalecy od tego, co później stwierdziła fizyka. Dźwięk, bowiem stanowią drgania najdrobniejszych cząsteczek materii powstające na skutek wytracenia ich z położenia równowagi.

Nazwa, to jedna sprawa, ale dla fizyka naprawdę istotne jest znalezienie odpowiedzi na bardziej podstawowe pytanie:

Co to jest dźwięk?

Czyli: czym jest dźwięk od strony fizycznej?
Zbierzmy sobie to co na powyższy temat ustaliła nauka:
po pierwsze dźwięk jest falą - więcej o falach znajduje się w dziale Fale

Tu dla przypomnienia podam tylko, że falę stanowi rozchodzące się w ośrodku zaburzenie, zmiany jakiejś wielkości..

Tym co zmienia się (zaburza) w przypadku dźwięku,
rozchodzącego się w powietrzu, czy wodzie jest gęstość i ciśnienie ośrodka.

Gdyby fali dźwiękowej przyjrzeć się dokładniej (jakby ją "sfotografować"), to dałoby się zobaczyć, że stanowią go cykliczne zgęszczenia i rozrzedzenia powietrza. Te obszary zagęszczeń i rozrzedzeń przesuwają się z prędkością dźwięku w pewnym kierunku, i jeżeli tak się zdarzy - mogą wpaść do czyjegoś ucha i wywołać w nim wrażenie dźwięku.

Infradźwięki to drgania ośrodka gazowego lub cieczy. Ich częstotliwość jest poniżej słyszalnej. Zakres infradźwięków umownie przyjmuje się jako pasmo o częstotliwościach od 0,1 do 20Hz. Infradźwięki występują naturalnie w przyrodzie. Najczęściej łączą się z dźwiękami słyszalnymi o niskich częstotliwościach. Człowiek na ich oddziaływanie jest narażony głownie w środkach transportu i w zakładach przemysłowych. Fale Infradźwiękowe mogą oddziaływać na cały organizm człowieka na wiele sposobów. Przede wszystkim infradźwięki wywołują drgania rezonansowe ludzkich organów takich jak: przepona brzuszna, klatka piersiowa, przepona brzuszna, organy trawienne. Chwilowe oddziaływanie fal powoduje trudności w oddychaniu, a dłuższe poddawanie się oddziaływaniu infradźwięków powoduje zaburzenia układu trawiennego. Podobnie jak przy spożyciu większej ilości alkoholu infradźwięki powodują zachwiania równowagi, trudności w skupieniu się, zmniejszenia ostrości widzenia oraz zmniejszenie refleksu. Granica bólu oraz próg odczuwania wrażeń pochodzących od infradźwięków określa się podobnie jak dla dźwięków słyszalnych. Zakresy oddziaływania infradźwięków można podzielić w ten sposób:

# Poniżej 120dB. Krótkie oddziaływanie infradźwięków na człowieka nie jest szkodliwe. Skutki długiego przebywania pod ich wpływem nie są jeszcze znane.
# Między 120 a 140dB. Przebywanie w polu takich fal może wywoływać uczucie zmęczenia oraz lekkie zaburzenia procesów fizjologicznych.
# Między 140 a 160dB. Nawet, krótkie dwuminutowe działanie infradźwięków powoduje zachwiania równowagi i wymioty. Dłuższe oddziaływanie może wywołać trwałe uszkodzenia organiczne.
# Powyżej 170dB. Poddane takim falą zwierzęta zmarły z powodu przekrwawienia płuc (testów na ludziach nie przeprowadzano).

Najgroźniejsze dla człowieka są fale ze źródeł sztucznych. Najsilniejsze są fale wywołane wybuchami jądrowymi oraz termojądrowymi. Kolejnym zagrożeniem jest lotnictwo ponaddźwiękowe. Samolot pokonując barierę dźwięku wytwarza fale uderzeniową o bardzo dużej amplitudzie. Przenoszona energia zależy od wielkości samolotu. Wojskowe samoloty pościgowe wytwarzają fale maksymalnie 20Hz. Natomiast ciężkie wycofane z eksploatacji samoloty Concorde 0,2Hz. Infradźwięki są emitowane również przez statki i łodzie motorowe z silnikami Diesla. Mniejsze fale są wytwarzane także przez pociągi, samochody, maszyny udarowe (np. młoty pneumatyczne), a także telefony komórkowe. Głównym przemysłowym źródłem infradźwięków są szybkie przepływy gazowe. Występujące np. w dmuchawach. Mogą one osiągnąć poziom 120dB. Naturalnymi generatorami infradźwięków są ruch powietrza i wody. Falowanie powierzchni wód jest słyszalne, ale wchodzi również w zakres infradźwiękowy. Są to fale o bardzo niskich częstotliwościach rzędu 0,2Hz. Również wiatr opływający wysokie budynki wydziela fale infradźwiękowe o natężeniu przekraczającym 100dB. Według naukowców właśnie te fale będą bardzo uciążliwe dla ludzkości