Zaj Szerzők: Kliment Mindjov, Kéri András Problémafelvetés Időtartam Évszak Hely Szükséges anyagok Tantárgyak Cél Módszerek Az emberek folyamatosan különböző zajoknak vannak kitéve, s ez hatással van az egészségükre is. Két tanítási óra. Bármikor. Osztályterem, az utca. Jegyzetfüzet, tábla vagy csomagolópapír, öntapadós papírlapok vagy cellux, video-lejátszó, a témához kapcsolódó videofilm. Fizika, biológia. Tudatosítani a tanulókkal, hogy a zaj mindenhova elkíséri az embert, és vannak olyan zajszintek, amelyeken nem szabad túlmenni, mert károsan befolyásolják az emberi egészséget. Beszélgetés, ötletbörze, kísérlet. Bevezetés Az ember folyamatosan különféle hangoknak van kitéve. Ezek közül van olyan, ami zene fülünknek, míg mások zavarnak bennünket és károsíthatják az egészségünket. A hang is az energia egyik megjelenési formája, amely hullámokban terjed. A hanghullámok leggyakrabban a levegő vagy a víz molekuláinak közvetítésével terjednek, ezeknek a közegeknek a rezgései. Amikor nincsenek jelen közvetítő molekulák (pl. a világűrben), a hanghullámok nem tudnak terjedni. Zajnak nevezzük a 30 db-nél nagyobb hangintenzitású, nem kívánatos, kellemetlen vagy káros hangokat, amelyek károsítják vagy zavarják a hallásunkat, stresszt okoznak, gátolják a koncentrálóképességet és a munkavégzés hatékonyságát, agresszívvá tehetnek és balesetet idézhetnek elő. (Ez a zajfogalom nem azonos a fizikában használatos zajfogalommal.) 63
Zaj A hallás szempontjából a hangerőnek (pontosabban fogalmazva a hangnyomásszintnek, hangintenzitás-különbségnek) és a hang rezgésszámának van alapvető jelentősége. A hangerőt decibelben [db] mérjük. Azt, hogy mit észlelünk hangosabbnak, több tényező is befolyásolja. Az azonos intenzitású hangokat hangosabbnak halljuk és jobban zavarhatnak minket, ha nagy a rezgésszámuk, mint ha kis rezgésszámúak. Ezért a zajszintet igazából a hangosság, a szubjektív hangerősség, a hangérzet határozza meg, amelynek mértékegysége a phon (fon). A gyakorlatban mégis inkább a hangintenzitást szoktuk megadni (db-ben). A környezetbe jutó káros, általában határérték feletti zajterhelést hívjuk zajszennyezésnek. Hatására zajártalom léphet fel így nevezzük a zajnak az ember fizikai és szellemi állapotára gyakorolt károsító hatását. A zajszennyezés komoly pszichológiai és fiziológiai hatásokkal járhat. Az emberekre kifejtett leggyakoribb hatás a stressz, magasabb zajszinteknél pedig a szív- és érrendszeri megbetegedések. Étvágytalanság, halláscsökkenés, sőt süketség is lehet a zajártalom következménye. Megadunk néhány példát a különböző hangerősségekhez kapcsolódó hatásra: Hallásküszöb, 0 phon (ez a hangossága a 0-6 W/cm intenzitású, 000 Hz frekvenciájú hangnak). A 30 db-nél erősebb zaj már alvászavart okozhat. A 60-65 db-es zaj már fejfájást, fokozott fáradtságérzetet okoz, a 75 db feletti érték pedig egészségkárosodáshoz vezet. A 8 órát meghaladó 85 db körüli érték tartós halláskárosodást idézhet elő. A 0 db körüli hangerősség fájdalmat okoz (30 phon a fájdalomküszöb), míg a 80 db megölheti az embert. Egyre fokozódó zaj mellett az embereknek egyre hangosabban kell beszélniük egymással, vagy közelebb kell lépniük egymáshoz. A 35 db körüli zajszint zavarja a verbális kommunikációt, 70 db felett pedig lehetetlenné válik a normális beszéd. Bizonyos esetekben az ember automatikusan védekezik a hangok káros hatása ellen, s létrejön az ingermegszokás jelensége. Ilyen alakul ki például a vasút és a forgalmas utak mentén lakóknál. A levegő rezgései mellett a nagy teljesítményű gépek rezgései is áttevődhetnek az emberre: gondoljunk csak a légkalapácsokra, présgépekre, motoros fűrészekre! A vibráció bénulást, izomsorvadást okozhat, ezért ezekkel huzamosabb ideig nem szabad dolgozni. A foglalkozás menete. feladat: Zajforrások és hatásuk a környezetünkben Előkészület: Kérd meg a foglalkozás előtti héten a tanulókat, hogy otthon és útközben (az iskolába jövet) figyeljék meg és jegyezzék fel, milyen kellemetlen zajhatások érik őket, és mi volt ezek forrása! Oszd ki a Zajskála című ábrát! Az órán a következő kérdések segítségével beszéljétek meg a zajszennyezés problémáját: Mi a zaj? Mit gondoltok: egy kellemes, dallamos zene válhat-e zajjá? Milyen zajok sértik a fületeket? Vannak-e olyan zajok, amelyektől megijedtek? Melyek a legfontosabb zajforrások? Segítségképpen: Közlekedés autóutak, forgalmas közlekedési csomópontok, régi, elavult közlekedési eszközök, repülők (a városi zajterhelés 70-80%-a). Ipar gyárak, üzemek, favágó gépek, építkezés. Szórakozás technikai sportok, jet ski-k és vízi robogók, motorcsónakok, disco, rockkoncert stb. Írjátok fel táblára vagy egy csomagolópapírra három oszlop címének: Közlekedés, Ipar, Szórakozás. 64
3 Kérd 4 Kérdezd 5 Magyarázd 6 Kérdezd 7 Rendezz meg a tanulókat, hogy sorolják az előző csoportokba, hol találhatók a lakóhelyükön vagy a közelükben különféle zajforrások! Írják fel a zajforrásokat egy-egy papírdarabra, és ezeket ragasszák fel a három csoport valamelyikébe! meg a tanulókat, mit gondolnak, milyen hatással vannak ezek a zajok az egészségükre! el, hogy a leggyakoribb zajhatások fokozott idegességet és alvászavart okoznak! Ahhoz, hogy zavartalanul aludjunk, egyetlen zajesemény (pl. elhaladó autó vagy repülőgép) sem haladhatja meg az 55 db-t. Fokozottan igaz ez, ha a zajhatás nem tartós, hanem szakaszos (a megszokás nem tud kialakulni). A tartós tűréshatár feletti zaj szív- és érrendszeri megbetegedésekhez is vezethet. meg, mindenkinek biztosítottak-e a nyugodt alváshoz szükséges körülményei? Ki tud olyan példát mondani, amikor valamilyen zajhatás felébresztette? Milyen gyorsan tudott utána visszaaludni, és milyen hatással volt ez másnapi közérzetére, teljesítőképességére? ötletbörzét a zajszint csökkentéséről! Segítséget találhatsz a CD-ROM Zaj című fejezetében. Zaj. feladat: Miért beszélsz olyan hangosan? Előkészület: Előzetes terepfelmérés után, mielőtt kimennénk az utcára, hallgassuk meg ráhangolóként az Omega együttes 6. nagylemezéről a Huszadik századi városlakó című számot! Keressünk az iskola környékén egy forgalmas és egy csendes utcát vagy parkot! Hármasával végezzük el a következő vizsgálatot mindkét helyen: Az egyik tanuló álljon meg egy helyben, ő lesz az észlelő! A másik (a hangadó) távolodva tőle, két méterenként ismételje meg ugyanazt a rövid mondatot, lehetőség szerint ugyanolyan hangerővel! Az észlelő tanuló csukja be a szemét, hogy elkerüljük a szájról olvasást! A harmadik tanuló jegyezze fel, hogyan értette az észlelő (tisztán, nehezen, alig vagy egyáltalán nem) a különböző távolságokból a mondatot! Ha van rá idő, a tanulók szerepet cserélhetnek. Utána hasonlítsák össze, hogy a különböző forgalmú helyeken milyen távolságról nem hallották már a beszélőt! Vegyék figyelembe, hogy a hangerő, amivel beszéltek, egyénenként és alkalmakként eltérő lehetett, így az eredmények csak nagyságrendi összehasonlításra alkalmasak! 3. feladat: Kísérletezz a szertárban! Előkészület: Amennyiben a fizikaszertárban van hanggenerátor, a következő kísérletet is végre lehet hajtani az osztályteremben. A generátorokon általában lehet állítani a frekvenciát (ennek a mértékegysége a hertz [Hz]) és a hang erősségét is. A tanulók álljanak azonos távolságra a készüléktől! Azonos hangerő mellett változtassuk a frekvenciát, és figyeljük meg, melyik tanuló milyen frekvenciaintervallumban hallja a hangot! Ezután a frekvencia és a hangerő változtatásával figyeljük meg, hogy a különböző frekvenciákon melyik az a hangerő, ami már kellemetlen a tanulók számára! 3 Eredményeinket ábrázoljuk grafikusan! További lépések Keressétek ki a táblázatban a témához kapcsolódó videofilmet, és szervezzetek róla vitát! Gyűjtsetek példákat a káros vibrációs hatásokra! A tanulók gondolkodjanak el azon, hogy az előző héten milyen zajt okoztak (pl. zenehallgatás, porszívózás stb.), és ezt hogyan lehetne csökkenteni (halkabb zenehallgatás, korszerűbb porszívó)! Mindenki próbálja meg otthonában és az iskolában (a tanórán is) csökkenteni az általa okozott zajt! Használhatod a CD-ROM-on található Autók és emberek című lecke anyagát is. További információt találhatsz az irodalomjegyzék megfelelő könyveiben. 65
Zaj Példa: ZAJSZENNYEZÉS A zajszennyezés világszerte súlyos környezeti problémát jelent. Becslések szerint: Európában körülbelül 450 millió ember (a lakosság 65%-a) zavaróan magas környezeti zajszennyezésnek van kitéve (4 órán át kb. 55 db). Kb. 3 millió ember (7%) 65 db-t meghaladó zajszint mellett él, amelynél a zajártalomnak már súlyos hatásai érzékelhetők. Kb. 0 millió ember elfogadhatatlanul magas zajszintet kénytelen elviselni (4 órán át kb. 75 db). Hazánkban mintegy 0 ezer dolgozó szenved zaj okozta foglalkozási megbetegedésben. A nagyvárosokban az elviselhetetlenül magas zajszintnek kitett emberek aránya általában kétszer-háromszor magasabb az országos átlagnál. 66
Hangszintskála Zaj Példák és feladatok Tökéletes csend érzékelése 0-0 db Levelek halk susogása 30 db Csendes lakott terület hajnali és 4 óra között 40dB Normális szobai beszélgetés 50 db Várakozó személyautó 50 db Személyautó 50 km/h 60-80 db Teherautó 50 km/h 78-9 db Motorkerékpár 50 km/h 75-00 db Vonat 00 km/h 00 db Disco 85-03 db Nagy sebességű vonat csúcssebességnél 300 km/h 0 db Sugárhajtású repülőgép felszállása 0 db Földfelszíni katonai harcok 05-0 db Halláskárosodás lehetséges 0-40 db 0 0 0 30 40 50 60 70 80 90 00 0 0 30 40 50 Zajszint decibelben (db) 67