Красноярский радио завод 1 глава




Оптические лазеры

Основной упор в программе СОИ сделан на создание новых ви­дов оружия, использующих в качестве поражающего фактора элект­ромагнитное излучение различных диапазонов спектра: от радиоволн до гамма-излучения. Основным преимуществом такого оружия явля­ется практически мгновенное достижение цели, т.к. электромагнит­ное излучение распространяется со скоростью света. Это позволяет наносить удар неожиданно и быстро с большого расстояния. Кроме того, исчезает необходимость в расчете траектории движения цели с целью упреждения ее движения. Появляется принципиальная возмож­ность уничтожать взлетающие межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) на активном (разгонном) участке их траектории в те­чение первых 5 минут после старта. Именно поэтому лазерным ору­жием предполагалось оснастить первый эшелон системы ПРО.

Разрушающее воздействие оптического лазерного излучения ос­новано прежде всего на тепловом нагреве (прожигание топливных ба­ков, электроники и систем управления ракет) и действии ударной («шо­ковой») волны, которая возникает при попадании на поверхность ра­кеты импульсного лазерного излучения. В последнем случае ударная волна выводит из строя электронику и системы наведения ракеты, а также может повлечь детонацию взрывчатого вещества в боеголовке. Применение пассивных мер защиты (зеркальных и поглощающих по­крытий, экранов и т. д.) значительно снижает поражающее воздейст­вие излучения низких энергий, однако становятся бесполезными при дальнейшем повышении мощности лазерного излучения.

Идея использовать мощный луч света в качестве оружия восхо­дит еще к Архимеду, но реальную почву эта идея обрела лишь в 1961 г. с появлением первых лазеров. В 1967 г. был разработан первый га­зодинамический лазер, который продемонстрировал реальность воз­можности использования лазеров как оружия. Основными его эле­ментами являются: камера сгорания, в которой образуется горячий газ; система сверхзвуковых сопел, после прохождения которых газ, быстро расширяясь, охлаждается и переходит в состояние с инверс­ной населенностью энергетических уровней; оптическая полость, где и происходит генерация лазерного излучения. В этой полости пер­пендикулярно потоку газа расположены два плоских зеркала, обра­зующих оптический резонатор. Для пропускания излучения из поло­сти диаметр одного из зеркал чуть меньше, чем у другого (52, с.194).

Близки по конструкции к газодинамическому лазеру химический и электроразрядный: в них также через объем резонатора с большой скоростью прокачивается возбужденная рабочая смесь, только источником их возбуждения является соответственно химическая реакция или электрический разряд. Наиболее подходящим для поражения боеголовок в космическом пространстве считается химический лазер на реакции водорода с фтором. Если же в этом лазере вместо водородаиспользовать его тяжелый изотоп, дейтерий, то излучение будет иметь длину волны не 2,7 мкм, а 3,8 мкм, т. е. попадет в «окно прозрачности» земной атмосферы (3,6—4 мкм) и сможет почти беспрепятственно достигать земной поверхности.

Сложную задачу представляет фокусировка лазерного луча на цель.

С точки зрения фокусировки луча более предпочтительными являются оптические и ультрафиолетовые (УФ) лазеры. Наиболее перспективными среди них считают эксимерные лазеры на молекулах фтористого аргона и фтористого криптона. Эти молекулы-эксимеры могут существовать только в возбужденном состоянии: после

излучения фотона они разрушаются. Излучение таких лазеров лежит в диапазоне от 2000 до 3000 ангстрем, и поэтому земная атмосфера для него непрозрачна. Внешний источник энергии у эксимерных лазеров — электрический разряд, пучок ускоренных электронов, поток нейтронов от ядерного реактора или, возможно, от ядерного взрыва.

Самым крупным недостатком газовых лазеров всех типов является большое выделение тепла в их рабочем объеме. Это ограничивает повышение мощности на единицу массы таких лазеров. Перспек­тивным в этом отношении считается лазер на свободных электронах, вкотором усиление излучения происходит за счет его взаимодейст­вия с пучком электронов, движущимся в периодическом магнитном поле. Можно также использовать такие лазеры как усилители мощ­ности другого лазера, самостоятельных генераторов и умножителей частоты. Поскольку электроны летят в вакууме, не происходит разо­грева прибора, как у обычных лазеров. Большим достоинством явля­ется также то, что частота генерации у лазера на свободных электро­нах может перестраиваться в широком спектральном диапазоне от миллиметровой до УФ-области, что делает защиту от излучения боль­шой проблемой.

Идея эта не нова и давно используется в радиотехнике для созда­ния мощных генераторов и усилителей сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона. Относительно высокий ожидаемый коэффициент полез­ного действия этих усилителей в оптическом и инфракрасном диапа­зонах длин волн весьма высок: до 30—40 процентов, что по данным американских источников еще до конца столетия позволит получить лазерное излучение мощностью до 100 мегаватт.

Стремление использовать в лазерном оружии коротковолновое излучение связано с тем, что оно хорошо поглощается любыми мате­риалами. Например, титановое покрытие почти полностью отража­ет ИК-излучение, но поглощает ультрафиолет. Однако УФ-лазеры тяжелы и требуют громоздких источников энергии (52, с.195).

Рентгеновские лазеры

Особую роль в планах «звездных войн» играет проект рентгенов­ского лазера с накачкой энергией от ядерного взрыва. Вообще идея рентгеновских и гамма-лазеров давно привлекает внимание ученых. Применение таких лазеров даст человечеству большие возможности: как источники когерентных волн они приведут к рождению рентге­новской или гамма-голографии (молекулярной голографии), позво­лят расшифровать объемную структуру молекул и атомов. Возмож­ность воздействовать на атомы и их ядра строго дозированными пор­циями энергии — квантами — позволит изучать и направленным об­разом изменять структуру атомных ядер. Тщательно подобрав час­тоту излучения, можно раскачивать и разрывать определенные связи в ядре и осуществлять таким образом самые экзотические ядерные превращения. Ту роль, которую играют сейчас оптические лазеры в области управления химическими реакциями, рентгеновские и гам­ма-лазеры будут играть в сфере ядерных превращений. Впрочем, они найдут применение и в хирургии, и в спутниковой связи, и в других областях народного хозяйства. Поэтому уже более 20 лет продолжа­ются попытки создать рентгеновский лазер, используя, разумеется, не разрушительную энергию ядерного взрыва, а контролируемые ис­точники (например, обычные оптические лазеры).

В 1984 г. в США был произведен эксперимент по генерации ла­зерного рентгеновского излучения в газовой среде с использованием в качестве источника накачки мощного двухлучевого оптического лазера «Наветт» (Ливерморская национальная лаборатория), каждый луч которого имел плотность мощности 5 • 1013 Вт/см2 в импульсе дли­тельностью 4,5 • 10~10 с.

В фокусе лазера помещалась мишень — тончайшая пленка раз­мером 0,1 х 1,1 см из селена или иттрия. Луч испарял мишень, созда­вая плазму из ионов этих металлов. Столкновения с электронами в плазме вызывали возбуждение ионов, которое приводило к вынуж­денному излучению на частотах около 200 ангстрем. Наличие лазер­ного эффекта подтверждалось тем, что излучение, скажем, селеновой плазмы по интенсивности превышало примерно в 700 раз ожидаемое ее спонтанное излучение. По сообщению специалистов Ливерморской группы, планируется дальнейшее продвижение в область жесткого рентгена: так, излучение неоноподобных ионов молибдена даст ла­зерный эффект на 100 ангстрем, а использование новых лазеров на­качки позволит уменьшить длину волны излучения до 50 ангстрем.

В том же 1984 г. сотрудникам Принстонской лаборатории физи­ки плазмы (США) с помощью мощного инфракрасного лазера на мо­лекулах СО, удалось получить лазерный эффект в углеродной плазме на волне длиной 182 ангстрем. Их лазер накачки имел импульсную мощность порядка 10—20 гигаватт (52, с.196). Его пучок фокусировался в пят­но диаметром 0,2— 0,4 мм, что позволяло достигать плотности мощ­ности 1013 Вт/см2. Руководитель Принстонской группы С. Сакьюэр также надеется продвинуться в область более коротких волн, исполь­зуя литиеподобные ионы неона. Интересно, что в этих эксперимен­тах впервые использовалось для увеличения коэффициента лазерно­го усиления рентгеновское зеркало, изготовленное Т. Барби в Стенфордcком университете (США). Это параболическое зеркало с радиусом кривизны 2 м состоит из чередующихся слоев молибдена толщиной 35 ангстрем и кремния толщиной 60 ангстрем. Хотя каждый молибденовый слой довольно слабо отражает рентгеновские лучи, ноотраженные от последовательных слоев лучи складываются, интерферируют и усиливаются, так что полный коэффициент отражения такого многослойного зеркала составляет 70%.

В1986 г., полностью ионизировав в фокусе мощного лазера атомы фтора, исследователи получили лазерное излучение с длиной волны 80 ангстрем. Дальнейшее существенное уменьшение длины волны (а оно необходимо для уменьшения расходимости пучка у боевого лазера) требует таких огромных плотностей энергии накачки ко­торые достигаются только при взрывах ядерных зарядов. Работы в этом направлении с целью создать боевой рентгеновский лазер ведутся в Ливерморской лаборатории под руководством «отца американской водородной бомбы» Эдуарда Теллера. Испытания проводятся во время подземных ядерных взрывов на полигоне в штате Невада. В 1981 г. было опубликовано неофициальное сообщение об
измеренных во время эксперимента характеристиках лазерного излучения: длина волны 14 ангстрем, длительность импульса > 10-9 с,энергия в импульсе около 100 кДж. Детально конструкция лазера не описывалась, но известно, что его рабочим телом являются тонкие металлические стержни.

Для поражения межконтинентальной баллистической ракеты, т. е. для получения плотности энергии, скажем, 10 кДж/см2 на рас­стоянии 1000 км при расходимости луча 10-5 рад, в импульсе такого лазера должна быть энергия около 1010 Дж. При внутреннем КПД рентгеновского лазера, составляющем по довольно оптимистичным оценкам 10%, и при расстоянии стержня (точнее было бы называть его струной) от ядерного заряда около 1 м мощность заряда должна быть примерно 1015 Дж, или 200 кт тротилового эквивалента (52, с.196-197). По другим расчетам, для обеспечения дальности поражения МБР нарасстоянии 2000 км потребуется ядерный заряд мощностью 50 кт, а

число стержней составит 105. Не исключена также возможность со­здания некоего концентратора энергии взрыва на одной струне, ис­пользуя эффект отражения рентгеновских лучей от кристаллов при косом падении.

По-видимому, принципиальных ограничений на создание рент­геновского лазера с ядерной накачкой нет. Он обещает стать очень компактным прибором (с вероятной массой около 1 т), доступным для вывода в космос одной ракетой, что сделает его малоуязвимым оружием (52, с.197). По телевидению был продемонстрирован боевой лазер армии США, который успешно поразил из космоса цель на земле. Аналогичная система лазерного оружия развёрнута и в России.

Работы по созданию лазерного оружия начались у нас в 1964—1965 гг. В конце 60-х годов в Сары-Шаганс было начато созда­ние экспериментального комплекса, получившего шифр «Терра-3». На нем отрабатывались такие вопросы, как наведение лазера на кос­мическую мишень и мощность, необходимая для ее поражения. Эта установка вызвала серьезную озабоченность американцев, и в 1989 г. они добились ее посещения.

В 1981 г. США произвели первый запуск космического челнока «Шаттл». Советская служба наблюдения установила, что одной из задач экипажа, судя по траектории движения корабля, могло быть слежение за территорией СССР. 10 октября 1984 г., когда витки 13-го полета «Челленджера» проходили в районе полигона войск ПВО у озера Балхаш, был произведен эксперимент с использованием экспе­риментального лазерного комплекса генерального конструктора Н. Устинова. Мощность излучения была минимальной. Корабль про­летал на высоте 365 км, наклонная дальность обнаружения и сопро­вождения составляла от 400 до 800 км. Точное целеуказание лазер­ной установке было дано радиолокационным измерительным комп­лексом «Аргунь».

Как рассказывали потом члены экипажа «Челленджера», при полете над районом Балхаша на корабле внезапно отключилась связь, возникли сбои в работе аппаратуры, да и сами астронавты почув­ствовали недомогание. Вскоре американцы поняли, что экипаж под­вергся какому-то воздействию с советской стороны, и заявили про­тест. В дальнейшем из гуманных соображений лазерная установка ни разу не применялась.

Уязвимость ударных космических вооружений усугубляется еще и тем, что космические платформы для их базирования сравнительно велики по габаритам, многотоннажны и находятся на относительно низких орбитах. А вот средства противодействия, установленные, скажем, на Земле, не ограничены размерами, их можно сделать во много раз больше, мощнее, стоить они будут дешевле, да и защитить их можно лучше, а наводить более точно. Наконец, размещенные на Земле, контрлазеры не ограничены энергетическими возможностями и габаритами. Оружие, размещенное в космическом пространстве, считает известный американский специалист Э. Картер, — «скорее первоклассные мишени» для средств противодействия, чем позиции для атаки (52, с.396).

Итак, с созданием в нашей стране и США Военно-косми­ческих Сил резко возросла возможность применения из Космоса сверх­современного «несмертельного» пси-оружия. А с учетом того, что пока только у нашей страны есть сверхсекретное спинорное оружие и пока в ближайшие 30—50 лет ни у кого в мире еще не будет возможности его создать, то выведение в Космос русского спинорного оружия по­зволяет нашей стране несколько десятилетий спокойно заниматься реформами. Есть, правда, одно «небольшое» опасение, если США вынудят нас применить спинорное оружие, то на Земле и в ближай­шем Космосе ничего не останется. Именно этот «небольшой» недо­статок спинорного пси-оружия сдерживает руководство нашей армии от его «пробного» применения, например, над территорией США, Японии или Англии—наших нынешних смертельных врагов, мира с которыми никогда быть не может (52, с.397).

 

Организм человека очень чувствителен к воздействию электромагнитного излучения. Работающие в зоне действия электромагнитного поля с плотностью потока всего 0,43 мкТл в 10-15 раз чаще болеют раком головного мозга, и даже такая плотность потока как 0,2-0,3 мкТл может стать причиной злокачественных опухолей у людей. У опе­раторов компьютеров в 2,5 раза чаще рождаются дети с врожденными пороками, у них также наблюдались нарушения центральной нервной системы, обострения болезней сер­дечно-сосудистой системы (30,с.2).

Длительное и систематическое облучение может стать причиной необратимых изменений в нервной системе, головных болей, импотенции, повышения утомляемости организма, нарушения сна, ухудшения интеллектуальной деятельности. Отдельные лица в значительной степени оказываются подвержены отклонениям в душевной и психической сфере, что проявляется в подавленном состоянии, резких сменах настроения, появлении навязчивых идей и внушённых галлюцинаций. Может возникнуть ощущение зуда, озноба, покалывания и болей в самых различных частях и органах тела (57, с.129 – 136).Такие небольшие дозы облучения представляют серьез­ную опасность здоровью человека, но в излучателях, ко­торые используются в качестве орудия преступления доза облучения в несколько раз выше, поэтому у человека, на которого совершено подобное нападение, нет никаких шан­сов остаться в живых.

При увеличении мощности изделий значительно увеличи­вается и дальность поражения человека, если учесть, что человек принимает и передает информацию на волнах дли­ной 9-16 микрометров.

Мощный пучок заряженных частиц (электронов, прото­нов, ионов) или пучок нейтральных атомов также может быть использован в качестве оружия.

Поражающим элементом используется пучок заряженных частиц, которые активно взаимодействуют с молекулами воздуха, ионизируют и нагревают их. Расширяясь, нагре­тый воздух существенно уменьшает свою плотность, что дает возможность заряженным частицам распространяться дальше. Серия коротких импульсов может сформировать своеобразный канал в воздухе, сквозь который заряженные частицы будут распространяться почти беспрепятственно (для «пробивания канала» можно использовать и луч УФ-лазера).

При использовании отрицательных ионов водорода и трития, которые разгоняются с помощью электромагнитных полей до скоростей, близких к скорости света, а затем «нейтрализуются» за счет пропускания через тонкий слой газа. Такой пучок нейтральных атомов водорода или три­тия глубоко проникает, практически через любое препят­ствие. Большая проникающая способность изделий привле­кает к ним военных и спецслужбы. Поскольку основа ра­боты изделий связана с электромагнитными ускорителями и концентраторами электрической энергии, есть все основа­ния считать, что открытие высокотемпературных сверхпро­водников ускорит доработку и улучшит характеристики из­делий (39,с.122-124).

Пучковое оружие

Мощный пучок заряженных частиц (электронов, протонов, ио­нов) или пучок нейтральных атомов также может быть использован в качестве оружия. Исследования по пучковому оружию начались с работ по созданию морской боевой станции для борьбы с противоко­рабельными ракетами (ПКР). При этом предполагалось использовать пучок заряженных частиц, которые активно взаимодействуют с мо­лекулами воздуха, ионизуют и нагревают их. Расширяясь, нагретый воздух существенно уменьшает свою плотность, что дает возможность заряженным частицам распространяться дальше. Серия коротких импульсов может сформировать своеобразный канал в атмосфере, сквозь который заряженные частицы будут распространяться почти беспрепятственно (для «пробивания канала» можно использовать и луч Уф-лазера). Импульсный пучок электронов с энергией частиц около 1 ГэВ и силой тока в несколько тысяч ампер, распространяясь через атмосферный канал, может поразить ракету на расстоянии 1— 5 км. При энергии «выстрела» 1—10 МДж ракета получит механиче­ские повреждения, при энергии около 0,Д МДж может произойти под­рыв боезаряда, а при энергии 0,01 МДж может быть повреждена эле­ктронная аппаратура ракеты.

Однако практическое создание пучкового оружия космического базирования наталкивается на ряд нерешенных (даже на теоретичес­ком уровне) проблем, связанных с большой расходимостью пучка из-за кулоновских сил отталкивания и с существующими в космосе силь­ными магнитными полями. Искривление траекторий заряженных ча­стиц в этих полях делает их использование в системах пучкового ору­жия вообще невозможным. При ведении морского боя это незаметно, но на расстояниях в тысячи километров оба эффекта становятся весь­ма существенными. Для создания космической ПРО считается целе­сообразным использовать пучки нейтральных атомов (водорода, дей­терия), которые в виде ионов предварительно разгоняются в обыч­ных ускорителях.

Быстролетящий атом водорода является достаточно слабо свя­занной системой: он теряет свой электрон при соударении с атомами на поверхности мишени. Но образующийся при этом быстрый про­тон обладает большой проникающей способностью: он может пора­зить электронную «начинку» ракеты, а при определенных условиях даже расплавить ядерную «начинку» боеголовки (52, 203).

В ускорителях, разрабатываемых в Лос-Аламосской лаборатории США специально для космических противоракетных систем, исполь­зуются отрицательные ионы водорода и трития, которые разгоняются с помощью электромагнитных полей до скоростей, близких к ско­рости света, а затем «нейтрализуются» за счет пропускания через тон­кий слой газа. Такой пучок нейтральных атомов водорода или три­тия, проникая глубоко в ракету или спутник, нагревает металл и вы­водит из строя электронные системы. Но такие же газовые облака, созданные вокруг ракеты или спутника, могут в свою очередь пре­вратить нейтральный пучок атомов в пучок заряженных частиц, за­щита от которого не представляет трудностей. Использование для ускорения МБР так называемых мощных «быстрогорящих» ускори­телей (бустеров), сокращающих фазу ускорения, и выбор настильных траекторий полета ракет делает саму идею использования пучков частиц в системах ПРО весьма проблематичной.

Поскольку в основе своей пучковое оружие связано с электро­магнитными ускорителями и концентраторами электрической энер­гии, можно предположить, что недавнее открытие высокотемпера­турных сверхпроводников ускорит разработку и улучшит характери­стики этого оружия (52, с.204).

Такую же опасность для организма человека представ­ляют акустические излучатели (излучатели механических колебаний: инфразвуковые, ультразвуковые).

Под излучателем понимается техническое устройство преобразующее один вид энергии в определенный вид излу­чения.
Звук – это распространяющиеся в упругих средах – газах, жидкостях и твёрдых телах – механические колебания. С физической точки зрения звук – это чередующиеся сжатия и разрежение среды, распространяющиеся во все стороны. Чередующиеся сжатия и разрежения в воздухе называют звуковми волнами (51, с.13 - 15).

При достижении звуковой волной какой-либо точки. пространства частицы вещества, до того не совершавшие упорядоченных движений, начинают колебаться. Любое движущееся тело, в том числе и колеблющееся, способно. совершать работу, то есть оно обладает энергией. Следо­вательно, распространение звуковой волны сопровожда­ется распространением энергии.

Органы слуха человека способны воспринимать звуки с частотой от 15—20 колебаний в секунду до 16—20 ты­сяч. Соответственно этому механические колебания с указанными частотами называются звуковыми, или аку­стическими (51, с. 16).

Основные физические характеристики любого коле­бательного движения—период и амплитуда колебания, а применительно к звуку — частота и интенсивность ко­лебаний.

Периодом колебания называется время, в течение ко­торого совершается одно полное колебание, когда, на­пример, качающийся маятник из крайнего левого поло­жения переместится в крайнее правое и вернется в ис­ходное положение.

Частота колебаний — это число полных колебаний (периодов) за одну секунду. Эту величину в Междуна­родной системе единиц называют герц (Гц). Частота — одна из основных характеристик, по которой мы разли­чаем звуки. Чем больше частота колебаний, тем более высокий" звук мы слышим, то есть звук имеет более вы­сокий тон.

Нам, людям, доступны звуки, ограниченные следую­щими частотными пределами: не ниже 15—20 герц и не выше 16—20 тысяч герц. Ниже этого предела находится инфразвук (меньше 15 герц), а выше — ультразвук и ги­перзвук, то есть 1,5-10 4—10 9 герц и 10 9—10 13 герц соответственно.

Ухо человека наиболее чувствительно к звукам с ча­стотой от 2000 до 5000 герц. Наибольшая острота слуха наблюдается в возрасте 15—20 лет. Затем слух ухудшается. У человека до 40 лет наибольшая чувствительность находится в области 3000 герц, от 40 до 60 лет — 2000 герц, а старше 60 лет — 1000 герц. В пределах до 500 герц человек различает повышение или понижение частоты всего лишь на один герц. На более высоких ча­стотах люди менее восприимчивы к такому незначитель­ному изменению частоты. Так, например, при частоте более 2000 герц человеческое ухо способно отличить один звук от другого только тогда, когда разница в ча­стоте будет не меньше 5 герц. При меньшей разнице звуки будут восприниматься как одинаковые. Однако пра­вил без исключений не бывает. Есть люди, обладающие необычайно тонким слухом. Например, одаренный му­зыкант может отреагировать на изменение даже на ка­кую-то долю одного колебания (51, 21-22).

С периодом и частотой связано понятие о длине вол­ны. Длиной звуковой волны называется расстояние ме­жду двумя последовательными сгущениями или разре­жениями среды. На примере волн, распространяющихся на поверхности воды,— это расстояние между двумя гребнями (или впадинами).

Вторая основная характеристика – амплитуда колебаний. Это наибольшее отклонение от положений равно­весия при гармонических колебаниях, На примере с ма­ятником амплитуда —.максимальное отклонение его от положения равновесия в крайнее правое или левое поло­жение. Амплитуда колебаний, так же как и частота, определяет интенсивность (силу) звука. При распрост­ранении звуковых волн отдельные частицы упругой сре­ды последовательно смещаются. Это смещение переда­ется от частицы к частице с некоторым запозданием, величина которого зависит от инерционных свойств среды. Передача смещений от частицы к частице сопровож­дается изменением расстояния между этими частицами, в результате чего происходит изменение давления в каж­дой точке среды.
Акустическая волна несет в направлении своего движения определенную энергию. Благодаря этому мы слы­шим звук, создаваемый источником, находящимся на определенном расстоянии от нас. Чем больше акустиче­ской энергии достигает уха человека, тем громче слы­шится звук. Сила звука, или ее интенсивность, определяется количеством акустической энергии, протекающей за одну секунду через площадку в один квадратный сантиметр. Следовательно, интенсивность акустических волн зависит от величины акустического давления, соз­даваемого источником звука в среде, которое, в свою очередь, определяется величиной смещения частиц среды, вызываемого источником. В воде, например, даже очень небольшие смещения создают большую интенсивность звуковых волн (51, с. 22-23).

Наблюдения за состоянием здоровья рабочих шум­ных цехов показали, что под действием шума нарушает­ся динамика центральной нервной системы и функций вегетативной нервной системы. Проще говоря, шум мо­жет повышать давление крови, учащать или замедлять пульс, понижать кислотность желудочного сока, крово­обращение мозга, ослаблять память, снижать остроту слуха. У рабочих шумных производств отмечается более высокий процент заболеваний нервной и сосудистой си­стем, желудочно-кишечного тракта.

Одна из причин отрицательного воздействия шумов втом, что, когда мы сосредоточиваемся, чтобы лучше слы­шать, наш слуховой аппарат работает с большой перегрузкой. Одноразовая перегрузка не страшна, но когда мы перенапрягаемся изо дня в день, из года в год, бесследно это не проходит (51, с26).

Медики настойчиво продолжают исследовать влия­ние шума на здоровье человека. Они, например, устано­вили, что при повышении шума увеличивается выделе­ние адреналина. Адреналин в свою очередь влияет на работу сердца и, в частности, способствует выделению свободных жирных кислот в кровь. Для этого достаточно человеку кратковременно находиться под воздействием шума интенсивностью 60—70 децибел. Шум более 90 де­цибел способствует более активному выделению корти­зона. А это в определенной степени ослабляет способ­ность печени бороться с вредными для организма веще­ствами, в том числе и с теми, которые способствуют во­зникновению рака.

Оказалось, что шум вреден также и для зрения чело­века. К такому выводу пришла группа болгарских вра­чей, исследовавших эту проблему (51, с.27).

По своей физической природе слышимый звук и ультразвук ничем друг от друга не отличаются. Да, собственно, и нет резкого перехода от слышимого звука к ультразвуку: тут граница колеблется в пределах «от» и «до» и зависит от возможностей слу­хового аппарата людей. Для одних ультразвук начина­ется с порога 10 килогерц, для других этот порог под­нимается до 20 килогерц. А некоторые люди и на 40— 50 килогерц могут реагировать. Правда, на слух они такие звуки воспринимать уже не могут, но замечено, что у них, если они находятся вблизи источника ультра­звука, обостряется зрение.

Стало быть, нижний предел, перейдя который звук становится ультразвуком, зависит от порога слышимости людей, а поскольку он не у всех одинаковый, специали­стам ничего не оставалось, как согласиться на какие-то «средние» величины. Обычно это 16—20 килогерц (51, с.40).

В зависимости от длины волны и частоты ультразвук обладает специфическими особенностями излучения, приема, распространения и применения, поэтому область ультразвуковых частот удобно подразделить на три под­области: низкие ультразвуковые частоты (1,5-104 — 105 герц), средние (105—107 герц) и высокие (107 — 109 герц).

Ультразвуковые волны применяются как в научных исследованиях при изучении строения и свойств вещест­ва, так и для решения самых разнообразных техниче­ских задач (51, с.40).

Ультразвук отличается от обычных звуков тем, что обладает значительно более короткими длинами волн, которые легче фокусировать и соответственно получать более узкое и направленное излучение, то есть сосредо­точивать всю энергию ультразвука в нужном направле­нии и концентрировать ее в небольшом объеме. Многие свойства ультразвуковых лучей аналогичны свойствам световых лучей. Но ультразвуковые лучи могут распро­страняться и в таких средах, которые для световых лу­чей непрозрачны. Это позволяет использовать ультра­звуковые лучи для исследования оптически непрозрачных тел (51, с.41).

Мощность ультразвука в отличие от слышимых звуков может быть достаточно большой. От искусственных источников она может достигать десятков, сотен ватт или даже нескольких киловатт, а интенсивность—десятком и сотен ватт на квадратный сантиметр. Следовательно, с ультразвуком внутрь материальной среды поступает очень большая энергия механических колебании. Возни­кает так называемое звуковое давление колебательного характера. Его величина непосредственно связана с ин­тенсивностью звука (51, с.42).



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: