噪音

1 基本介绍

1.1 物理学定义
　　噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。
1.2 生理学定义

　　凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音。从这个意义上来说，噪音的来源很多，如，街道上的汽车声、安静的图书馆里的说话声、建筑工地的机器声、以及邻居电视机过大的声音，都是噪声。
　　从总体讲
　　噪声是物体振动产生。
1.3 通讯领域定义

　　干扰信号传输的能量场，称为噪音。这种能量场的产生源可以来自内部系统，也可以产生于外部环境。典型的噪声有白噪声和热噪声。噪声强弱的表示方式为信噪比（SNR，Signal-To-Noise Ratio）。
2 计量单位
　　dB(Decibel，分贝) 是一个纯计数单位，本意是表示两个量的比值大小，没有单位。
　　在工程应用中经常看到貌似不同的定义方式（仅仅是看上去不同）。对于功率，dB = 10*lg(A/B)。对于电压或电流，dB = 20*lg(A/B)。此处A，B代表参与比较的功率值或者电流、电压值。
　　dB的意义其实再简单不过了，就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。如（此处以功率为例）：
　　X = 100000 = 10^5
　　X(dB) = 10*lg(X) dB= 10*lg(10^5) dB= 50 dB
　　X = 0.000000000000001 = 10^-15
　　X(dB) = 10*log(X) dB= 10*log(10^-15) dB= -150 dB
　　一般来讲，在工程中，dB和dB之间只有加减，没有乘除。而用得最多的是减法：dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）。比如：30dBm - 0dBm = 1000mW/1mW = 1000 = 30dB。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘，没有实际的物理意义。
3 主要分类
3.1 振动所产生的噪声
　　转动机械：许多机械设备的本身或某一部份零件是旋转式的，常因组装的损耗或轴承的缺陷而产生异常的振动，进而产生噪音。
　　冲击：当物体发生冲击时，大量的动能在短时间内要转成振动或噪音的能量，而且频率分布的范围非常的广，例如冲床、压床、段造设备等，都会产生此类噪音。
　　共振：每个系统都有其自然频率，如果激振的频率范围与自然频率有所重叠，将会产生大振幅的振动噪音，例如引擎、马达等。
　　磨擦：此类噪音由于接触面与附着面间的滑移现象而产生声响，常见的设备有切削、研磨等。
3.2 流场所产生的噪声

　　流动所产生的气动噪音，乱流、喷射流、气蚀、气切、涡流等现象。当空气中以高速流经导管或金属表面时，一般空气在导管中流动碰到阻碍产生乱流或大而急速的压力改变均会有噪音的产生。
3.3 环境噪声
　　一般环境噪音大多来自随机的噪音源，例如急驰而过的车辆、飞机的鸣笛、人们的喧闹、以及周围各式各样的噪音来源。
3.4 燃烧产生的噪声
　　在燃烧过程中可能发生爆炸、排气、以及燃烧时上升气流影响周围空气的扰动，这些现象均会伴随噪音的产生。例如引擎、锅炉、熔炼炉、涡轮机等这一类的燃烧设备均会产生这一类的噪音。
3.5 其他噪声
　　在日常生活中，诸如室内各项家庭用具均会发生声音，如冷气机、音响、抽油烟机、电视、空调设备，均为噪音源，另外；如学校、商场、公园、体育场等公共场所亦可视为噪音产生的场所。
4 噪声特点
　　噪音污染按声源的机械特点可分为：气体扰动产生的噪音、固体振动产生的噪音、液体撞击产生的噪声以及电磁作用产生的电磁噪声。
　　噪声按声音的频率可分为：<400Hz的低频噪声 、400～1000Hz的中频噪声及>1000Hz的高频噪声。
　　噪音按时间变化的属性可分为：稳态噪音、非稳态噪音、起伏噪音、间歇噪声以及脉冲噪音等。
　　交通噪声
　　交通运输工具行驶过程中产生的噪音属于交通噪音。具有两个特点：
　　1．存在十分广泛。汽车噪音是城市噪音的主要来源；空中交通的迅速发展，提高了机场临近区域的噪音水平；
　　2．通常音量都很大。机场附近的噪音响度大约在75dB—95dB之间。
4.1 职业噪音
　　在工作场所中的噪音是第二个主要的来源。职业噪音的第一特点是都为宽带噪音，特别是办公室里的噪音，是由各种不同频率的声音组合而成的。另一个特点是具有广泛性，并且音量都很大。
4.2 建筑噪音
　　环保署在1986年成立时，建筑噪音是主要的问题。当时，市区建筑地盘的打桩机每天12小时运作，每12位市民便有1位受到打桩噪音滋扰。政府于1989年实施《噪音管制条例》，其后逐渐加强管制建筑噪音。已建区的建筑工地每日只可进行3至5小时打桩工程，而且必须采用低噪音打桩设备，其他嘈吵建筑工序则受管制。然而，时至今日建筑噪音的问题仍未彻底解决。人们正探究问题症结，并鼓励建造业成员自律守法，改变他们把罚款纳入经营成本的错误观念。
4.3 飞机及其他噪音
　　飞机噪音由民航处负责管制。该处会监测噪音水平及规定航空公司采纳较宁静的飞行常规，例如在飞机起飞时实施消减噪音的步骤。香港国际机场于1998年迁往赤角后，市区的飞机噪音滋扰已大幅减低。以往，启德机场附近尽是稠密的住宅区，飞机升降的隆然巨响令38万居民苦不堪言。
　　工商业场所如食肆等的通风系统经常产生扰人声浪。这类噪音和邻里噪音、防盗警钟、新登记车辆噪音均受《噪音管制条例》监管，后者的噪音水平必须达到欧洲及日本的标准。
5 控制方法
　　1、在声源处减弱噪音。
　　2、在传播途径中减弱噪音。
　　3、在人耳处减弱噪音。
6 噪音影响
6.1 噪音引起的听力损伤
　　噪音是伤害耳朵感声器官（耳蜗）的感觉发细胞（sensoryhaircells），一旦感觉发细胞受到伤害，则永远不会复原。感觉高频率的感觉发细胞最容易受到噪音的伤害，因此一般人听力已经受噪音伤害了，如果没有做听力检验却往往不自觉，直到听力丧失到无法与人沟通时，却为时已晚。早期听力的丧失以4000Hz最容易发生，且双侧对称（4Kdip）。病患以无法听到轻柔高频率的声音为主。除非突然暴露在非常强烈的声音下如枪声，爆竹声等，听力的丧失也是渐进性的。
6.2 噪音引起心脏血管伤害
　　急性噪音暴露常引起高血压，在100分贝十分钟下肾上腺激素则分泌升高，交感神经被激动。在动物实验上，也有相同的发现。虽然流行病学调查结果不一致，但最近几个大规模研究显示长期噪音的暴露与高血压呈正相关的关系。暴露噪音70分贝到90分贝五年，其得到高血压的危险性高达2.47倍。
6.3 噪音对生殖能力的影响
　　近年来，一些专家提出了“环境激素”理论，指出环境中存在着能够像激素一样影响人体内分泌功能的化学物质，噪音就是其中一种。它会使人体内分泌紊乱，导致精液和精子异常。长时间的噪音污染可以引起男性不育；对女性而言，则会导致流产和胎儿畸形。在其他方面的研究到目前仍无结论，尚待进一步的探讨。
6.4 噪音对睡眠的影响
　　有高达百分之二十八的人认为噪音影响睡眠，但长久影响下是否对健康有伤害，尚待进一步的探讨。
6.5 噪音对心理的影响
　　在高频率的噪音下，一般人都有焦躁不安的症状，容易激动的情形。有人研究发现噪音越高的工作场所，意外事件越多，生产力越低，此项结果仍有争论。
6.6 噪音大小对人类生活的影响
　　(1)噪声对睡眠的干扰 人类有近1/3的时间是在睡眠中度过的。睡眠是人类消除疲劳、恢复体力、维持健康的一个重要条件。但环境噪声会使人不能安眠或被惊醒，在这方面，老人和病人对噪声干扰更为敏感。当睡眠被干扰后，工作效率和健康都会受到影响。研究结果表明：连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人多梦，并使熟睡的时间缩短；突然的噪声可以使人惊醒。一般来说，40分贝大连续噪声可使10%的人受到影响；70分贝可影响50%；而突发动噪声在40分贝时，可使10%的人惊醒，到60分贝时，可使70%的人惊醒。长期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退，以至产生神经衰弱症候群等。在高噪声环境里，这种病的发病率可达50^-60%以上。
　　(2)噪声对语言交流的干扰 噪声对语言交流的影响，来自噪声对听力的影响。这种影响，轻则降低交流效率，重则损伤人们的语言听力。研究表明，30分贝以下属于非常安静的环境，如播音室、医院等应该满足这个条件。40分贝是正常的环境，如一般办公室应保持这种水平。50-60分贝则属于较吵的环境，此时脑力劳动受到影响，谈话也受到干扰。当打电话时，周围噪声达65分贝则对话有困难；在80分贝时，则听不清楚。在噪声达80-90分贝时，距离约0.15米也得提高嗓门才能进行对话。如果噪声分贝数再高，实际上不可能进行对话。
　　(3)噪声损伤听觉 人短期处于噪声环境时，即使离开噪声环境，耳朵也会造成短期的听力下降，但当回到安静环境时，经过较短的时间即可以恢复。这种现象叫听觉适应。如果长年无防护地在较强的噪声环境中工作，在离开噪声环境后听觉敏感性的恢复就会延长，经数小时或十几小时，听力可以恢复。这种可以恢复听力的损失称为听觉疲劳。随着听觉疲劳的加重会造成听觉机能恢复不全。因此，预防噪声性耳聋首先要防止疲劳的发生。一般情况下，85分贝以下的噪声不至于危害听觉，而85分贝以上则可能发生危险。统计表明，长期工作在90分贝以上的噪声环境中，耳聋发病率明显增加。
　　(4)噪声可引起多种疾病 噪声除了损伤听力以外，还会引起其他人身损害。噪声可以引起心绪不宁、心情紧张、心跳加快和血压增高。噪声还会使人的唾液、胃液分泌减少，胃酸降低，从而易患胃溃疡和十二指肠溃疡。一些工业噪声调查结果指出，劳动在高噪声条件下的钢铁个人和机械车间个人比安静条件下的个人循环系统发病率高。在强声下，高血压的人也多。不少人认为，20世纪生活中的噪声是造成心脏病的原因之一。长期在噪声环境下工作，对神经功能也会造成障碍。实验室条件下人体实验证明，在噪声影响下，人脑电波可发生变化。噪声可引起大脑皮层兴奋和抑制的平衡，从而导致条件下反射的异常。有的患者会引起顽固性头痛、神经衰弱和脑神经机能不全等。症状表现与接触的噪声强度有很大关系。例如，当噪声在80-85分贝时，往往很易激动、感觉疲劳，头痛多在颞额区；95-120分贝时，作业个人常前头部钝性痛，并伴有易激动、睡眠失调、头晕、记忆力减退；噪声强到140-150分贝时不但引起耳病，而且发生恐惧和全身神经系统紧张性增高。
7 防止方法
7.1 噪声防治及管理措施
　　（1）为了保护人们的听力和身体健康，噪音的允许值在 75~90 分贝。
　　（2）保障交谈和通讯联络，环境噪音的允许值在 25~50 分贝。
　　（3）对于睡眠时间建议在 35~50 分贝。
　　我国心理学界认为，控制噪音环境，除了考虑人的因素之外，还须兼顾经济和技术上的可行性。充分的噪音控制，必须考虑噪音源、传音途径、受音者所组成的整个系统。控制噪音的措施可以针对上述三个部分或其中任何一个部分。
7.2 噪音控制的内容包括
（1）降低声源噪音，工业、交通运输业可以选用低噪音的生产设备和改进生产工艺，或者改变噪音源的运动方式（如用阻尼、隔振等措施降低固体发声体的振动）。
　　（2）在传音途径上降低噪音，控制噪音的传播，改变声源已经发出的噪音传播途径，如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施，以及合理规划城市和建筑布局等。
　　（3）受音者或受音器官的噪音防护，在声源和传播途径上无法采取措施，或采取的声学措施仍不能达到预期效果时，就需要对受音者或受音器官采取防护措施，如长期职业性噪音暴露的工人可以戴零听耳塞 、耳罩或头盔等护耳器。
7.3 防治噪声污染的一些办法
　　（1）营造隔音林
　　（2）将噪声污染严重的企业搬离市区
　　（3）源头处预防，传播过程消减
　　噪音控制在技术上虽然现在已经成熟，但由于现代工业、交通运输业规模很大，要采取噪音控制的企业和场所为数甚多，因此在防止噪音问题上，必须从技术、经济和效果等方面进行综合权衡。目前国内已经有这方面噪音治理先进技术的企业及事业单位：如清华大学建筑物理实验室，司等在噪音治理与振动控制行业领域做出比较突出贡献。当然，具体问题应当具体分析。在控制室外、设计室、车间或职工长期工作的地方，噪音的强度要低；库房或少有人去车间或空旷地方，噪音稍高一些也是可以的。总之，对待不同时间、不同地点、不同性质与不同持续时间的噪音，应有一定的区别。
8 噪声利用
　　【噪音的利用】虽然噪音是世界四大公害之一，但它还是有用处的：
　　噪声除草 科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用“欲擒故纵”的妙策，保证作物的顺利生长。
　　噪声诊病 美妙、悦耳的音乐能治病，这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢？最近，科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童使用。此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。有源消声 通常所采用的三种降噪措施，即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪，都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声，人们发明了“有源消声”这一技术。它的原理是：所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反（相差180°），就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声源本身着手，设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来，有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。
　　噪音可抑制癌细胞的生长速度 德国科学家通过实验发现，在噪音环境中癌细胞的生长速度会减慢。这一发现可能将为治疗癌症开辟一条新的途径。佛莱堡医学院肿瘤科在海德堡德国音乐疗法研究中心的配合下成功地进行了这方面的初步实验。科学家们将试验皿中培养的肺癌细胞置于微型扬声器发出一定规律声音的环境中，结果发现，癌细胞的生长速度比正常条件下慢了20%。为了验证试验的可靠性，科学家们还通过使扬声器不发出声音而只是借助其磁场，对另一组试验皿中的癌细胞进行影响，实验表明，这一组癌细胞的生长速度并没有减慢。通过实验科学家们还发现，能抑制癌细胞生长速度的并不是含有某种意义的音乐，而是“拥有一定音色、音量、速度、声脉冲和时间间隔的普通声音”.目前，德国有关的科学家也在考虑进行利用可控声音刺激法抑制肿瘤细胞生长的大规模实验，以进一步验证这一发现的可靠性及可利用的价值。
　　噪音测量温度
　　美国科学家最近发明了一种新型的温度计，能够利用噪音测量温度。发表在最新一期的《科学》杂志上的这份研究报告称，这种仪器能够在室温和摄氏-272.15度之间进行准确的测量。耶鲁大学的研究人员用中间隔有一段氧化铝的两层铝制成了这种温度计。对仪器施以电压，产生的电子穿过中间的隔层，从而形成了电流。电压磁场和噪音量之间的关系，或者说磁差，在电流中是根据温度改变的。因此，只要知道所加的电压，这个被称为采集噪音温度（SNT）的仪器就能够测出温度。研究人员说，SNT在摄氏-272.15度时能精确到千分之一，精确度是现在用于测量接近绝对零度的温度计的5倍。这个新设计最大的优势在于，它是一个原始温度计：不需要外部校准。这是因为电压、噪音和温度之间的关系只依赖于最基本的物理恒量。此外，这个仪器的准确测温范围还比其它温度计大得多。因此研究人员说，他们研制的SNT“可能比现在常用的直接温度计有着更广泛的用途”。
　　噪音曾被用作刑罚　　
　　第二次世界大战其间，某些国家用噪音来折磨战俘，他们用高音喇叭对准敌国间谍，当声响让人难以忍受
　　时，受刑者产生心痛，心情烦躁，思索困难等现象。于是审讯者可以从中套出些情报，如不说，便加大响度，
　　当声响超过130分贝时，受刑者大汗淋漓，全身抽筋，大声呼叫，许多人撞墙自杀，或耳膜破裂而昏死。
　　许多俘虏在接受此刑罚后说：宁可枪杀他也不愿再受一次“噪音刑。”
　　可怕的噪音实验
　　在外国，有这样一个真实事例：有十个为了一笔奖金而自愿做实验的人，各自捂紧自己的耳朵，站成一排，让一架超音速飞机在他们头顶上低空飞过——然后，悲剧发生了，这十个人的生命都结束了，可见噪音的可怕！
　　钟下刑
　　在古代中国有一种“钟下刑”，也就是让犯人站在大钟下，然后猛敲大钟，用噪音将死囚置于死地。
9 其他信息
9.1 分类
　　分贝有很多概念，你问的应该是形容声音大小的物理量。听力损失以纯音测听500、1000、2000赫兹Hz的气导平均听力计算，正常人的听力范围在 20-20,000赫兹（Hz）之间。
9.2 世界卫生组织耳聋分级标准
　　26～40分贝：轻度聋
　　41～55分贝：中度聋
　　56～70分贝：中重度聋
　　71～90分贝：重度聋
9.3 音量 类比
　　190分贝 导致死亡
　　140分贝 欧盟界定的导致听力完全损害的最高临界点
　　139分贝 世界杯球迷的呐喊声
　　130分贝 火箭发射的声音
　　125分贝 喷气式飞机起飞的声音
　　120分贝 在这种环境下呆超过一分钟即会产生暂时耳聋
　　110分贝 螺旋浆飞机起飞声音、摇滚音乐会的声音
　　105分贝 永久损害听觉
　　100分贝 气压钻机声音、压缩铁锤捶打重物的声音
　　90分贝 嘈杂酒吧环境声音、电动锯锯木头的声音
　　85分贝及以下 不会破坏耳蜗内的毛细胞
　　80分贝 嘈杂的办公室、高速公路上的声音
　　75分贝 人体耳朵舒适度上限
　　70分贝 街道环境声音
　　50分贝 正常交谈声音
　　20分贝 窃窃私语
9.4 按普通人的听觉
　　宇宙音量 -254dB 绝对无声
　　0 －20 分贝 很静、几乎感觉不到；
　　20 －40 分贝 安静、犹如轻声絮语；
　　40 －60 分贝 一般、普通室内谈话；
　　60 －70 分贝 吵闹、有损神经；
　　70 －90 分贝 很吵、神经细胞受到破坏。
　　90 －100 分贝 吵闹加剧、听力受损；
　　100 －120 分贝 难以忍受、呆一分钟即暂时致聋。
　　120分贝以上 极度聋或全聋
　　为防治噪声污染, 保障城乡居民生活工作和学习的声环境质量, 国家环境保护部最近发布了　]GB3096-2008《声环境质量标准》b].　]GB12348-2008b]]《工业企业厂界环境噪声排放标准》b]以及]GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》，b]并于2008年10月1日开始实施。
9.5 污染


　　随着近代工业的发展，环境污染也随着产生，噪音污染就是环境污染的一种，已经成为对人类的一大危害。噪音污染与水污染、大气污染被看成是世界范围内三个主要环境问题。
　　噪音是发生体做无规则时发出的声音.
　　声音由物体振动引起，以波的形式在一定的介质（如固体、液体、气体）中进行传播。通常听到的声音为空气声。一般情况下，人耳可听到的声波频率为20～20，000Hz，称为可听声；低于20Hz，称为次声波；高于20，000Hz，称为超声波。所听到声音的音调的高低取决于声波的频率，高频声听起来尖锐，而低频声给人的感觉较为沉闷。声音的大小是由声音的强弱决定的。从物理学的观点来看，噪音是由各种不同频率、不同强度的声音杂乱、无规律的组合而成；乐音则是和谐的声音。
　　判断一个声音是否属于噪音，仅从物理学角度判断是不够的，主观上的因素往往起着决定性的作用。例如，美妙的音乐对正在欣赏音乐的人来说是乐音，但对于正在学习、休息或集中精力思考问题的人可能是一种噪音。即使同一种声音，当人处于不同状态、不同心情时，对声音也会产生不同的主观判断，此时声音可能成为噪音或乐音。因此，从生理学观点来看，凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，即不需要的声音，统称为噪音。当噪声对人及周围环境造成不良影响时，就形成噪音污染。
10 粉红噪音
　　北京大学学者进行的一项新研究发现：处于粉红噪音的环境中能让人睡得更深更安稳。粉红噪音是指一种在所有的频率上能量皆相同的随机噪声。当雨滴落在人行道和微风瑟瑟吹过树上的枝叶时所发出的声音就是粉红噪音。为了研究粉红噪音对睡觉者的影响，研究团队召集了50名志愿者，分别在他们夜间睡眠和白天打盹过程中将他们置于粉红噪音或没有噪音的环境中，并对他们的大脑活动进行了监测。研究结果显示：有高达75%的志愿者报告说当他们处于粉红噪音环境中时睡眠更为安稳；在大脑活动方面，夜间睡眠的人如果处于粉红噪音的环境中，那么他们稳定睡眠的时间长度(最能让人得到休息的一种睡眠过程)增加了23%，而白天打盹的人如果处于粉红噪音的环境中会让他们的稳定睡眠时间长度增加45%。研究人员认为：声音在大脑活动和脑电波同步方面起到了重要作用，即使在睡眠状态下也是如此。粉红噪音稳定而又单调的频率能对脑电波起到放缓和调节作用，因此能让人得到超级平静的睡眠享受。为了能在寝室中获得粉红噪音的效果，学者建议将电扇或噪音发生器设置成能发出平稳连续的声音，或是模仿下雨刮风的自然界声响。此外，也可以从专门的网站上下载能播放粉红噪音的程序，但最好是用电脑的扬声器或手机播放；千万不要戴耳机听粉红噪音，它反而会扰乱睡眠。