Infrahang - Infrasound

Infrahang tömbök a grönlandi Qaanaaq infrahang megfigyelő állomásán

Az infrahang , amelyet néha alacsony frekvenciájú hangnak is neveznek, az emberi hallhatóság alsó határa alatti (általában 20 Hz) hanghullámokat ír le. A hallás a frekvencia csökkenésével fokozatosan kevésbé lesz érzékeny, így ahhoz, hogy az emberek érzékeljék az infrahangot, a hangnyomásnak kellően magasnak kell lennie. A fül az elsődleges szerv az alacsony hangok érzékeléséhez, de nagyobb intenzitásoknál lehetséges az infrahang rezgéseinek érzékelése a test különböző részein.

Az ilyen hanghullámok tanulmányozását néha infrazonikának nevezik , amely 20 Hz alatti és 0,1 Hz közötti (és ritkán 0,001 Hz) hangokat takar . Az emberek ezt a frekvenciatartományt használják földrengések és vulkánok megfigyelésére, a föld alatti kőzet- és kőolajképződmények feltérképezésére, valamint ballisztokardiográfiában és seisokardiográfiában a szív mechanikájának tanulmányozására.

Az infrahangot az a képesség jellemzi, hogy kis szóródással megkerüli az akadályokat . A zenében az akusztikus hullámvezető módszerek, például egy nagy csöves orgona, vagy a reprodukcióhoz egzotikus hangszórók, mint például az átviteli vonal , a forgó mélysugárzó vagy a hagyományos mélysugárzó- konstrukciók alacsony frekvenciájú hangokat, köztük infrahangokat is kelthetnek. Az infrahang előállítására tervezett mélysugárzók egy oktávval vagy annál több hangot képesek reprodukálni, mint a legtöbb kereskedelmi forgalomban kapható mélynyomó, és gyakran körülbelül 10 -szer nagyobbak.

Meghatározás

Az infrahangot az American National Standards Institute úgy határozza meg, mint "20 Hz -nél kisebb frekvenciájú hang".

Történelem és tanulmány

Az I. világháború szövetségesei először az infrahang segítségével találták meg a tüzérséget . Az infravörös kutatás egyik úttörője Vladimir Gavreau francia tudós volt . Az infravörös hullámok iránti érdeklődése először a laboratóriumában merült fel az 1960 -as években, amikor laboratóriumi asszisztenseivel remegő laboratóriumi berendezéseket és fájdalmat éreztek a dobhártyában , de mikrofonjai nem észleltek hallható hangot. Arra a következtetésre jutott, hogy az infrahangot egy nagy ventilátor- és légcsatornarendszer okozta, és hamarosan hozzáfogott a laboratóriumban végzett tesztek előkészítéséhez. Egyik kísérlet volt infraszonikus síp, egy túlméretezett orgonasíp .

Források

Szabadalom egy nagybőgő -reflex hangszóróház kialakítására, amelynek célja az 5 és 25 Hz közötti infravörös frekvenciák előállítása, amelyek közül a hagyományos mélysugárzó -konstrukciók nem alkalmasak.

Az infrahang természetes és mesterséges forrásokból is származhat:

  • Állati kommunikáció: bálnák , elefántok , vízilovak , orrszarvú , zsiráf , okapi , páva, és aligátorok ismert használni infrahang kommunikálni távokon-ig több száz mérföld a esetében a bálnák . A szumátrai orrszarvúról kimutatták, hogy akár 3 Hz -es frekvenciájú hangokat is produkál, amelyek hasonlítanak a púpos bálna dalához . A ordít a tigris tartalmaz Infrahang 18 Hz és alacsonyabb, és a dorombolás A macskafélék tűnik, hogy fedezze a 20 és 50 Hz. Azt is felvetették, hogy a vándorló madarak navigációs segédeszközként használják a természetes eredetű infravörös hangokat, például forrásokból származó turbulens légáramlást . Az infrahangot távolsági kommunikációra is fel lehet használni, különösen jól dokumentált bálnabálnáknál (lásd Bálna vokalizáció ) és afrikai elefántoknál . A bálnahangok frekvenciája 10 Hz és 31 kHz között, az elefánthívásoké 15 Hz és 35 Hz között változhat. Mindkettő rendkívül hangos lehet (körülbelül 117  dB ), lehetővé téve a kommunikációt sok kilométerre, a maximális hatótávolság körülbelül 10 km (6 mérföld) az elefántoknál, és potenciálisan több száz vagy ezer kilométer bizonyos bálnáknál. Az elefántok infravörös hullámokat is termelnek, amelyek szilárd talajon haladnak át, és más csordák érzékelik a lábukat, bár több száz kilométer választhatja el őket. Ezek a hívások felhasználhatók az állományok mozgásának összehangolására, és lehetővé teszik a párzó elefántok egymásra találását.
  • Emberi énekesek: néhány énekes, köztük Tim Storms , hangokat tud készíteni az infrahang tartományban.

Állati reakció

Fő cikk: Az infrahang észlelése
További információ: Cunami § Lehetséges állatreakció és Rayleigh -hullám § Lehetséges állatreakció

Egyes állatokról úgy gondolják, hogy érzékelik a Földön áthaladó infravörös hullámokat, amelyeket természeti katasztrófák okoztak, és ezeket korai figyelmeztetésként használják. Példa erre a 2004 -es Indiai -óceáni földrengés és szökőár . A jelentések szerint állatok menekültek el a területről órákkal azelőtt, hogy a szökőár Ázsia partjait érte volna. Nem biztos, hogy ez az oka; egyesek azt sugallták, hogy az elektromágneses hullámok hatása , és nem az infravörös hullámok hatására késztette ezeket az állatokat a menekülésre.

Jon Hagstrum, az Egyesült Államok Geológiai Szolgálatának (2013) kutatása 2013-ban azt sugallja, hogy a házigalambok alacsony frekvenciájú infrahangot használnak a navigációhoz.

Emberi reakciók

Lásd még: Barna jegyzet

A 20 Hz-et az emberi hallás normál alacsony frekvenciájú határának tekintik. Ha tiszta szinuszhullámokat ideális körülmények között és nagyon nagy hangerővel reprodukál, az emberi hallgató képes lesz akár 12 Hz -es hangokat azonosítani. 10 Hz alatt lehetséges a hang egyes ciklusainak észlelése, valamint a dobhártya nyomásérzete.

Körülbelül 1000 Hz -től a hallórendszer dinamikus tartománya csökken a frekvenciával. Ez a tömörítés megfigyelhető az egyenlő hangerő szintjének kontúrjaiban , és azt jelenti, hogy még a kismértékű szintemelkedés is megváltoztathatja az észlelt hangosságot alig hallhatóról hangosra. A populáción belüli küszöbök természetes elterjedésével kombinálva annak hatása az lehet, hogy egy nagyon alacsony frekvenciájú hang, amely egyes emberek számára nem hallható, mások számára hangos lehet.

Egy tanulmány szerint az infrahangzás félelmet vagy félelmet okozhat az emberekben. Azt is felvetették, hogy mivel nem tudatosan észlelik, homályosan érezheti az embereket, hogy furcsa vagy természetfeletti események zajlanak.

A Sydney Egyetem Auditory Neuroscience Laboratory -ban dolgozó tudós egyre több bizonyítékot szolgáltat arról, hogy az infrahang befolyásolhatja egyes emberek idegrendszerét a vestibularis rendszer stimulálásával , és ez állatmodellekben a tengeri betegséghez hasonló hatást mutatott ki .

A 2006 -ban végzett kutatásban, amely a szélturbinák hangkibocsátásának a közeli lakosságra gyakorolt ​​hatására összpontosított, az észlelt infrahangot olyan hatásokhoz társították, mint a bosszúság vagy a fáradtság, intenzitásától függően, és kevés bizonyíték támasztja alá az emberi érzékelés alatti fiziológiai hatásokat küszöb. A későbbi vizsgálatok azonban a hallhatatlan infrahangot olyan hatásokhoz kötötték, mint a teltség, a nyomás vagy a fülzúgás, és elismerték annak lehetőségét, hogy zavarhatja az alvást. Más tanulmányok összefüggéseket is javasoltak a turbinák zajszintje és a közeli lakosság önbevallása szerinti alvászavarok között, miközben hozzátették, hogy az infrahangnak ehhez a hatáshoz való hozzájárulása még mindig nem teljesen ismert.

A japán Ibaraki Egyetemen végzett tanulmányukban a kutatók szerint az EEG tesztek azt mutatták, hogy a szélturbinák által előállított infrahangot "bosszantónak tekintik a modern nagyméretű szélturbinához közel dolgozó technikusok számára".

Jürgen Altmann, a Dortmundi Műszaki Egyetem, a hangfegyverek szakértője elmondta, hogy nincs megbízható bizonyíték az infrahang okozta hányingerre és hányásra.

A mélyhangszórók tömegeinek koncertjein tapasztalt magas hangerő miatt tüdő összeomlást okoznak azoknál az egyéneknél, akik nagyon közel vannak a mélysugárzókhoz, különösen azoknál a dohányosoknál, akik különösen magasak és vékonyak.

2009 szeptemberében Tom Reid londoni hallgató hirtelen aritmiás halálos szindrómában (SADS) halt meg, miután panaszkodott, hogy „hangos basszushangok” „a szívébe kerülnek”. A vizsgálat természetes okokból hozott ítéletet rögzített, bár néhány szakértő megjegyezte, hogy a basszus kiváltó tényezőként hathatott.

A levegő nagyon nem hatékony közeg az alacsony frekvenciájú rezgések átvitelére a jelátalakítóból az emberi testbe. A rezgésforrásnak az emberi testhez való mechanikus csatlakoztatása azonban potenciálisan veszélyes kombinációt biztosít. Az amerikai űrprogram, amely aggódik a rakétarepülés űrhajósokra gyakorolt ​​káros hatásai miatt, rezgésvizsgálatokat rendelt el, amelyek rezgésasztalokra szerelt pilótafülke -üléseket használtak a "barna hang" és más frekvenciák közvetlen átvitelére az emberi alanyokra. Nagyon magas, 160 dB teljesítményszintet értek el 2-3 Hz frekvencián. A tesztfrekvenciák 0,5 Hz és 40 Hz között mozogtak. A tesztalanyok motoros ataxiát, hányingert, látászavarokat, rosszabb teljesítményt és kommunikációs nehézségeket szenvedtek. Ezeket a teszteket a kutatók feltételezik a jelenlegi városi mítosz magjának .

Az "Alacsony frekvenciájú zajjal és annak hatásaival kapcsolatos közzétett kutatások áttekintése" jelentés hosszú listát tartalmaz az emberek és állatok magas szintű infravörös sugárzásával kapcsolatos kutatásokról. Például 1972 -ben Borredon 42 fiatal férfit tett ki 50 percig 7,5 Hz -es 130 dB -es hangokra. Ez az expozíció a bejelentett álmosságon és enyhe vérnyomás -emelkedésen kívül más káros hatást nem okozott. 1975 -ben Slarve és Johnson négy férfit vettek ki infravörös hangnak 1-20 Hz frekvencián, egyszerre nyolc percig, 144 dB SPL -ig. Nem volt bizonyíték a középfül kellemetlenségén kívül semmilyen káros hatásra. A nagy intenzitású infrahangok állatokon végzett vizsgálatai mérhető változásokat eredményeztek, például sejtváltozásokat és szakadt érfalakat.

2005 februárjában a MythBusters televíziós műsor tizenkét Meyer Sound 700 HP mélysugárzót használt -ezt a modellt és mennyiséget alkalmazták a nagy rockkoncerteken . A kiválasztott mélysugárzó modell normál működési frekvenciatartománya 28 Hz és 150 Hz között volt, de a MythBusters 12 burkolatát kifejezetten a mélyebb mélyhangok kiterjesztése érdekében módosították. Roger Schwenke és John Meyer arra irányította a Meyer Sound csapatát, hogy dolgozzanak ki egy speciális tesztberendezést, amely nagyon magas zajszintet eredményezne infravörös frekvenciákon. A mélysugárzók hangolási portjai blokkolva lettek, és a bemeneti kártyáik megváltoztak. A módosított szekrényeket nyitott gyűrűs elrendezésben helyezték el: négy halom, egyenként három mélynyomó. A tesztjeleket egy SIM 3 audió analizátor generálta, amelynek szoftverét úgy alakították át, hogy infrahangokat adjon ki. A Brüel & Kjaer zajszint analizátor, táplált egy legyengített jelet egy modell 4189 mérési mikrofont , és regisztráljuk hangnyomásszinteket. A gazdaszervezetek a show megpróbálta egy sor frekvencia olyan alacsony, mint 5 Hz, elérve a szintje 120  decibel a hangnyomás a 9 Hz és legfeljebb 153 dB-nél nagyobb frekvencián 20 Hz, de a pletykák élettani hatások nem valósult meg. A tesztalanyok valamennyien fizikai szorongásról és légszomjról, még egy kis hányingerről is beszámoltak, de ezt a házigazdák elutasították, megjegyezve, hogy az ilyen frekvenciájú és intenzitású hang gyorsan mozgatja a levegőt a tüdőbe és ki . A műsor a barna jegyzet mítoszt "leromboltnak" nyilvánította.

Az infrahang az egyik feltételezett halál oka annak a kilenc orosz túrázónak, akiket holtan találtak a Dyatlov -hágónál (Szibéria közelében) 1959 -ben .

Infravörös 17 Hz -es hangkísérlet

2003. május 31-én az Egyesült Királyság kutatóinak csoportja tömeges kísérletet tartott, ahol mintegy 700 embert tettek ki lágy, 17 Hz-es szinuszhullámokkal tarkított zenére, amelyet a „hallás széléhez közeli szinten” írt, extra hosszú -ütemű mélysugárzó az út kétharmadát szerelték fel egy hét méter hosszú műanyag csatornacső végétől. A kísérleti koncert ( Infrasonic címmel ) a Purcell teremben zajlott két előadás során, mindegyik négy zenei darabból állt. Minden koncert két darabja 17 Hz -es hangokat szólaltatott meg alatta.

A második koncerten azokat a darabokat, amelyeknek 17 Hz -es aláfestést kellett hordozniuk, felcserélték, hogy a teszteredmények ne egy konkrét zenei darabra összpontosuljanak. A résztvevőknek nem mondták meg, hogy mely darabok tartalmazzák az alacsony szintű, 17 Hz-es infravörös hangot. A tónus jelenléte azt eredményezte, hogy a válaszadók jelentős része (22%) jelentette, hogy nyugtalannak vagy bánatosnak érzi magát, hidegrázást érez a gerincen, vagy ideges érzéseket okoz a visszataszítás vagy a félelem.

Richard Wiseman professzor a brit tudományfejlesztési szövetségnek a bizonyítékokat bemutatva azt mondta: "Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az alacsony frekvenciájú hang szokatlan élményeket okozhat az embereknek, még akkor is, ha nem tudják tudatosan észlelni az infrahangot. Egyes tudósok azt javasolták, hogy ez a hangszint jelen lehetnek egyes állítólag kísérteties oldalakon, és így furcsa érzéseket okozhatnak az embereknek, amelyeket szellemnek tulajdonítanak - eredményeink alátámasztják ezeket az elképzeléseket. "

Javasolt kapcsolat a szellemlátásokkal

Richard Wiseman , a Hertfordshire -i Egyetem pszichológusa azt sugallja, hogy azokat a furcsa érzéseket, amelyeket az emberek szellemeknek tulajdonítanak, infravörös rezgések okozhatják. Vic Tandy , kísérleti tiszt és részidős oktató a Coventry Egyetem Nemzetközi Tanulmányok és Jogi Iskolájában , valamint Dr. Tony Lawrence, az egyetem pszichológiai tanszékéről, 1998-ban írta a "Ghosts in the Machine" című folyóiratot a Journal of a Társaság a Pszichikai Kutatásokért . Kutatásaik azt sugallták, hogy a szellemfrekvenciákért 19 Hz -es infravörös jel felelős . Tandy késő este egyedül dolgozott egy állítólag kísérteties laboratóriumban Warwickban , amikor nagyon ideges volt, és szeme sarkából szürke foltot észlelt. Amikor Tandy a szürke folt felé fordult, nem volt semmi.

A következő napon, Tandy volt dolgozik a vívás fólia , azzal a fogantyút tartott egy satu . Bár semmi nem érintette, a penge vad rezegésnek indult. A további vizsgálatok során Tandy rájött, hogy a laboratóriumban lévő elszívó ventilátor 18,98 Hz frekvenciát bocsát ki, ami nagyon közel van a NASA 18 Hz -es rezonanciafrekvenciájához . Tandy sejtette, hogy ezért látott egy kísérteties alakot - úgy vélte, ez optikai csalódás volt, amit a szemgolyói rezonáltak. A helyiség pontosan fél hullámhosszú volt, és az asztal középen volt, így állóhullámot okozva, ami a fólia rezgését okozta.

Tandy tovább vizsgálta ezt a jelenséget, és dolgozatot írt A szellem a gépben címmel . Számos vizsgálatot hajtott végre különböző helyeken, amelyekről úgy vélik, hogy kísértetjárta, beleértve a Coventry -székesegyház és az Edinburgh -i kastély melletti Turisztikai Információs Iroda alagsorát .

Infrahang a nukleáris robbanás kimutatására

Az infrahang egyike azoknak a módszereknek, amelyekkel megállapítható, hogy nukleáris robbanás történt -e. A szeizmikus és hidroakusztikus állomásokon kívül 60 infravörös állomásból álló hálózat alkotja a Nemzetközi Monitoring Rendszert (IMS), amelynek feladata az Átfogó Nukleáris Tiltási Szerződés (CTBT) betartásának ellenőrzése . Az IMS infrahangállomások nyolc mikrobarométer -érzékelőből és űrszűrőből állnak, amelyek körülbelül 1–9 km 2 -es területen helyezkednek el . Az űrszűrők sugárzó csövek, amelyek hosszában bemeneti nyílásokkal rendelkeznek, úgy tervezték, hogy átlagolják a nyomásváltozásokat, például a szél turbulenciáját a pontosabb mérések érdekében. Az alkalmazott mikrobarométereket úgy tervezték, hogy körülbelül 20 hertz alatti frekvenciákat figyeljenek. A 20 Hz alatti hanghullámok hosszabb hullámhosszúak, és nem könnyen elnyelhetők, lehetővé téve a nagy távolságok észlelését.

Az infravörös hullámhosszakat mesterségesen lehet előállítani robbantások és más emberi tevékenységek révén, vagy természetesen földrengések, súlyos időjárás, villámlás és más forrásokból. A törvényszéki szeizmológiához hasonlóan algoritmusokra és más szűrési technikákra is szükség van az összegyűjtött adatok elemzéséhez és az események jellemzéséhez annak megállapítására, hogy valóban bekövetkezett -e nukleáris robbanás. Az adatokat minden egyes állomásról biztonságos kommunikációs kapcsolatokon keresztül továbbítják további elemzés céljából. Az egyes állomásokról küldött adatokba digitális aláírás is be van ágyazva annak ellenőrzésére, hogy az adatok hitelesek -e.

Észlelés és mérés

A NASA Langley egy olyan infravörös érzékelő rendszert tervezett és fejlesztett ki, amely felhasználható hasznos infravörös mérések elvégzésére olyan helyen, ahol korábban ez nem volt lehetséges. A rendszer tartalmaz egy 377M06-os modellű elektret kondenzátor mikrofont , 3 hüvelykes membránátmérővel, és egy kicsi, kompakt szélvédőt. Az Electret-alapú technológia a lehető legalacsonyabb háttérzajt kínálja, mivel a támogató elektronikában (előerősítő) keletkező Johnson-zaj minimális.

A mikrofon nagy membránkompatibilitással rendelkezik, nagy hátsó kamrával, prepolarizált hátlappal és nagy impedanciájú előerősítővel a hátsó kamrában. A szélvédő, amely az anyagon átívelő infrahang magas átviteli együtthatóján alapul, alacsony akusztikai impedanciájú anyagból készült, és kellően vastag falú, hogy biztosítsa a szerkezeti stabilitást. A zárt cellás poliuretánhabról kiderült, hogy jól szolgálja a célt. A javasolt tesztben a vizsgálati paraméterek az érzékenység, a háttérzaj, a jelhűség (harmonikus torzítás) és az időbeli stabilitás.

A mikrofon kialakítása abban különbözik a hagyományos audiorendszertől, hogy figyelembe veszik az infrahang sajátos jellemzőit. Először is, az infrahang nagy távolságokon terjed a Föld légkörében a nagyon alacsony légköri abszorpció és a fénytörés miatt, amely lehetővé teszi a terjedést a Föld felszíne és a sztratoszféra közötti többszörös visszapattanással. A második tulajdonság, amely kevés figyelmet kapott, az infravörös hang nagy penetrációs képessége szilárd anyagokon keresztül - ezt a tulajdonságot használják a rendszer szélvédőinek tervezésében és gyártásában.

Így a rendszer számos műszerezési követelménynek eleget tesz, amelyek előnyösek az akusztika alkalmazása szempontjából: (1) alacsony frekvenciájú mikrofon, különösen alacsony háttérzajjal, amely lehetővé teszi az alacsony szintű jelek észlelését egy alacsony frekvenciájú sávban; (2) egy kicsi, kompakt szélvédő, amely lehetővé teszi (3) a mikrofontömb gyors telepítését a terepen. A rendszer adatgyűjtő rendszerrel is rendelkezik, amely lehetővé teszi az alacsony frekvenciájú forrás valós idejű észlelését, hordozását és aláírását.

Az Átfogó Nukleáris Tiltási Szerződés Szervezetének Előkészítő Bizottsága az infrahangot használja fel egyik monitoringtechnológiájaként, valamint a szeizmikus , hidroakusztikus és légköri radionuklid- figyelést. A megfigyelőrendszer által eddig rögzített leghangosabb infrahangot a 2013 -as Cseljabinszk meteor hozta létre .

A népi kultúrában

A The Sound című 2017 -es film az infrahangot használja fő cselekményelemként.

Lásd még

Hivatkozások

Megjegyzések
Bibliográfia

Külső linkek