Infradźwięki - Polski Serwis Naukowy

Infradźwięki – fale dźwiękowe niesłyszalne dla człowieka, ponieważ ich częstotliwość jest za niska, aby odebrało je ludzkie ucho. Słonie i wieloryby, które słyszą infradźwięki wykorzystują je do komunikacji na duże odległości.

Pojęcie infradźwięków

Infradźwięki to z fizycznego punktu widzenia wszystkie dźwięki poniżej progu słyszalności tj. 20 Hz. Jest to trochę nieścisłe twierdzenie, gdyż przy dostatecznie wysokich poziomach ciśnienia akustycznego infradźwięki odbierane są przez ucho i układ przedsionkowy. W niektórych opracowaniach górna granica infradźwięków wynosi 16 Hz. Ostatecznie ta rozbieżność została uporządkowana poprzez wprowadzenie odpowiednich norm:

Długość fali — najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali — zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.

Falowanie, fale morskie – jest to oscylacyjny ruch cząstek wody po orbitach kołowych lub eliptycznych. Najczęstszą przyczyną falowania jest tarcie wiatru o powierzchnię wody.

według polskiej normy PN-86/N-01338 infradźwiękami nazywamy dźwięki lub hałas, którego widmo częstotliwościowe zawarte jest w zakresie od 2 Hz do 16 Hz,

według ISO 7196 infradźwiękami nazywamy dźwięki lub hałas, którego widmo częstotliwościowe zawarte jest w zakresie od 1 Hz do 20 Hz.

Zgodnie z normą PN-86/N-01338, w odniesieniu do infradźwięków sztucznego pochodzenia, wprowadzono pojęcie hałasu infradźwiękowego oraz hałasu niskoczęstotliwościowego.

Polska Norma (oznaczana symbolem PN) - norma o zasięgu krajowym, przyjęta w drodze konsensu i zatwierdzona przez krajową jednostkę normalizacyjną - Polski Komitet Normalizacyjny (PKN). Normy PN są powszechnie dostępne, ale nie bezpłatne, zaś ich dystrybucję kontroluje PKN.

Trzęsienie ziemi – gwałtowne rozładowanie naprężeń, nagromadzonych w skorupie ziemskiej w wyniku przejściowego zablokowania ruchu warstw skalnych, poruszających się wzdłuż linii uskok Uwalniająca się przy tym energia w około 20% rozchodzi się w postaci fal sejsmicznych, z których część dociera na powierzchnię Ziemi w postaci niszczących fal powierzchniowych.

Charakterystyka

Infradźwięki mają bardzo dużą długość fali - powyżej 17 m, przez to słabo tłumione mogą rozchodzić się na znaczne odległości. Drugim problemem jest ich słabe tłumienie poprzez ekrany akustyczne.

Źródła

Źródła infradźwięków można podzielić na naturalne i sztuczne.

Naturalne

Naturalne źródła infradźwięków to:

Wieloryb – potoczna nazwa niektórych ssaków z rzędu waleni o większych rozmiarach. Wieloryby są największymi zwierzętami zamieszkującymi Ziemię. Od wieków poławiane dla mięsa, a przede wszystkim dla tłuszczu i spermacetu. Wieloryby, w odróżnieniu od ryb, mają płetwy poziome, a nie pionowe, dzięki czemu szybciej pływają.

Wiatr – poziomy lub prawie poziomy ruch powietrza względem powierzchni ziemi. Wiatry są wywołane przez różnicę temperatur oraz różnice w ukształtowaniu powierzchni. Termin wiatr jest używany w meteorologii prawie wyłącznie na określenie horyzontalnej składowej wiatru. Istnieje jednak składowa pionowa wiatru i wtedy jest tak nazywana. Wiatr może wiać z obszarów wyższego ciśnienia do obszarów niższego ciśnienia, ale w średnich szerokościach geograficznych, ze względu na siłę Coriolisa, wiatr wieje zazwyczaj równolegle do linii takiego samego ciśnienia (wiatr geostroficzny). Wiatr jest jednym ze składników pogody, w tym celu podaje się prędkość wiatru (w m/s lub km/h) i kierunek, z którego wieje. Należy zachować uwagę przy używaniu terminologii kierunku wiatru: meteorolodzy pod nazwą wiatry zachodnie rozumieją wiatr wiejący z zachodu, podczas gdy "zachodni prąd oceaniczny" to prąd płynący na zachód (czyli różnica o 180 stopni w definicji kierunku).

duże wodospady,

silny wiatr,

trzęsienia ziemi (fale sejsmiczne),

wulkany,

Sztuczne

Sztuczne źródła infradźwięków to:

ciężkie pojazdy samochodowe,

drgania mostów,

eksplozje,

głośniki,

odrzutowce i śmigłowce,

sprężarki tłokowe, pompy próżniowe i gazowe, turbodmuchawy, elektrownie wiatrowe, wentylatory,

wieże wiertnicze

rurociągi,

urządzenia chłodzące i ogrzewające powietrze.

Oddziaływanie

Badania nad oddziaływaniem infradźwięków są prowadzone głównie na zwierzętach, z tego względu nie jest dokładnie poznany wpływ infradźwięków na człowieka. Wiele opracowań wskazuje, że przy narażeniu na wysokie poziomy infradźwięków mogą wystąpić: poczucie ucisku w uszach, dyskomfortu, nadmiernego zmęczenia, senności oraz zaburzenia sprawności psychomotorycznej i funkcji fizjologicznych, a nawet apatii i depresji. Jednak nie ma wiarygodnych badań wskazujących na szkodliwość występujących w życiu codziennym źródeł infradźwięków. Dopiero narażanie na bardzo wysoki poziom takiego typu hałasu może być niebezpieczne dla zdrowia.

Ultradźwięki to fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za górną granicę słyszalnych częstotliwości uważa się wartość około 16 lub nawet (u ludzi bardzo młodych) 20 kHz, choć dla wielu osób granica ta jest znacznie niższa. Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb, chomik czy nietoperz.

Tornado (z hiszp. tronada – burza) – gwałtownie wirująca kolumna powietrza, będąca jednocześnie w kontakcie z powierzchnią ziemi i podstawą cumulonimbusa lub rzadziej wypiętrzonego cumulusa. Tornada osiągają różne wielkości, jednak zwykle przyjmują postać widzialnego leja kondensacyjnego, węższym końcem dotykającego ziemi. Dolna część leja jest często otoczona chmurą odłamków i pyłu.

Zobacz też

fala

dźwięki słyszalne

ultradźwięki

Przypisy

↑ M. Garces, M. Willis: Modeling and Characterization of Microbarom Signals in the Pacific (ang.). Storming Media, 2006.
M. Garces, C. Hetzer, M. Merrifield, M. Willis i inni. Observations of surf infrasound in Hawai’i. „Geophysical Research Letters”. 24, 2264 (30), 2003. doi:10.1029/2003GL018614 (ang.).
Microbaroms (ang.). University of Alaska Fairbanks, Geophysical Institute, Infrasound Research Group. [dostęp 22 listopada 2007].
Haak, Hein: Probing the Atmosphere with Infrasound : Infrasound as a tool (ang.). Preparatory Commission for the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, 1 września 2006. [dostęp 24 listopada 2007].
Signal and Image Processing for Remote Sensing. Boca Raton: CRC, 2007. ISBN 0-8493-5091-3. (ang.)