ήχος – ichos

HXOS

Η διάδοση του ήχου μέσα από τα διάφορα σώματα οφείλεται στις ελαστικές ιδιότητές τους και στην πυκνότητά τους. Ο ήχος διαδίδεται σε στερεά, υγρά ή αέρια, αλλά η ταχύτητα διάδοσής του είναι ανάλογη προς τη συνοχή των μορίων του σώματος. Έτσι, με πειραματικές μεθόδους βρέθηκε ότι με τις συνηθισμένες συνθήκες θερμοκρασίας η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 340 m/sec.

Η θερμοκρασία είναι ένας καθοριστικός[GLi]παράγοντας της ταχύτητας και στην περίπτωση της διάδοσης ηχητικών κυμάτων στον αέρα, η ταχύτητα του ήχου είναι ανεξάρτητη από τη συχνότητα δόνησης και την ατμοσφαιρική πίεση και αυξάνει όταν η θερμοκρασία γίνει υψηλότερη. Η σχέση ανάμεσα στην ταχύτητα και τη θερμοκρασία δίνεται από τον τύπο του Λαπλάς, ο οποίος είναι:

ή με πιο απλή έκφραση , όπου u0 η ταχύτητα του ήχου σε θερμοκρασία 0°C, (θ) η θερμοκρασία του αερίου και (α) ο σταθερός θερμικός συντελεστής των αερίων α = 1/273 grd-1. Η δημιουργία κάθε μορφής ήχου οφείλεται σε ταλάντωση μιας ηχητικής πηγής, αλλά η διάδοση του ήχου προϋποθέτει την ύπαρξη ελαστικού μέσου.

Στο ελαστικό αυτό μέσο δε γίνεται υλική [GLi] μετατόπιση, αλλά μεταφορά ενέργειας από το ένα σημείο του μέσου στο άλλο. Η διάδοση της ενέργειας γίνεται με εγκάρσια ή διαμήκη κύματα, όπως συμβαίνει στα στερεά, ή μόνο με διαμήκη, όπως συμβαίνει στα αέρια. Τα μόρια των αερίων εκτελούν αρμονικές ταλαντώσεις κατά τη διεύθυνση διάδοσης της κύμανσης, οπότε σχηματίζουν μια διαδοχική σειρά από πυκνώματα και αραιώματα. Αυτή η διαμόρφωση στην πυκνότητα του μέσου διάδοσης έχει ως συνέπεια την περιοδική μεταβολή της πίεσης του αέρα που βρίσκεται σε επαφή με το ακουστικό τύμπανο, οπότε και προκαλείται ο φυσιολογικός ερεθισμός του, ο οποίος δίνει την αίσθηση της ακοής. Ο ήχος δεν είναι δυνατό να φτάσει από την ηχητική πηγή στο αισθητήριο της ακοής, αν δεν υπάρχει ελαστικό μέσο διάδοσης, πράγμα που σημαίνει ότι ο ήχος δε διαδίδεται στο κενό.

Χαρακτηριστικές έννοιες, που δίνουν την ιδιομορφία στους διάφορους ήχους, είναι το μήκος κύματος (λ) και η συχνότητα (ν). Τα δύο αυτά μεγέθη συνδέονται μεταξύ τους και με την ταχύτητα διάδοσης (υ) με τη σχέση υ = ν · λ. Το ποσό της ηχητικής ενέργειας που διαπερνά κάθετα τη μονάδα της επιφάνειας σ’ ένα ορισμένο σημείο του χώρου λέγεται ένταση του ήχου και μετριέται σε Watt/cm2.

Είδη ήχων. Βασικά διαχωρίζουμε τους ήχους[GLi]σε απλούς και σε σύνθετους. Απλός ήχος ή τόνος είναι εκείνος που παράγεται από μια απλή αρμονική κίνηση των μορίων του ηχογόνου σώματος. Οι τόνοι παρασταίνονται γραφικά με μια ημιτονοειδή καμπύλη και προέρχονται από τις σειρήνες, τα διαπασών και τους ηχητικούς σωλήνες. Σύνθετοι ήχοι ή φθόγγοι είναι μείγματα, που αποτελούνται από έναν τόνο και μια σειρά αρμονικών του.

Παρασταίνονται γραφικά με μια περιοδική καμπύλη και παράγονται από τις χορδές. Στη γενική έννοια του ήχου μπορούμε επίσης να κατατάξουμε τους θορύβους και τους κρότους. Σε κάθε ήχο διακρίνουμε τρία γνωρίσματα υποκειμενικά, που εξαρτώνται δηλαδή από την ιδιομορφία του «δέκτη».

Έτσι έχουμε το ύψος, την ακουστότητα και τη χροιά.

Το ύψος ανάγεται στη συχνότητα του ηχητικού κύματος, η ακουστότητα στο πλάτος του και η χροιά στο πλήθος και την ένταση των αρμονικών, που συνοδεύουν το θεμελιώδη ήχο. Το ύψος ενός ήχου καθορίζεται και από την κινητική κατάσταση της ηχητικής πηγής σε σχέση με τον παρατηρητή. Η σχέση αυτή εξάρτησης εκφράζεται με το γενικό τύπο , ο οποίος είναι και το συμπέρασμα της μελέτης του φαινομένου Ντόπλερ-Φιζό. Η σχέση ανάμεσα στην ένταση του ήχου και την ένταση του ηχητικού αισθήματος εκφράζεται από τον ψυχοφυσικό νόμο των Weber-Fechner, σύμφωνα με τον οποίο: «η ένταση του υποκειμενικού αισθήματος είναι ανάλογη προς το λογάριθμο της έντασης του αντικειμενικού ερεθισμού». Μονάδες υποκειμενικής έντασης του ήχου είναι το Phon (φον) και το desibel (ντεσιμπέλ).

Πεδίο ακουστότητας.  Για κάθε συχνότητα ηχητικής κύμανσης υπάρχει ένα πεδίο ακουστότητας, που περιλαμβάνεται ανάμεσα[GLi]σε μια ελάχιστη ένταση ήχου (κατώφλι ακουστότητας) και σε μια μέγιστη ένταση ήχου (όριο πόνου).

Όρια ακουστών ήχων.   Το ακουστικό φάσμα, που γίνεται αντιληπτό από τον άνθρωπο, περιλαμβάνει ορισμένες συχνότητες και εξαρτάται από την ηλικία και την κατάσταση υγείας του παρατηρητή. Το κατώτερο όριο ακουστικής συχνότητας είναι 16 ταλαντώσεις στο δευτερόλεπτο (16 Hz), ενώ το ανώτερο όριο δεν μπορεί να καθοριστεί με ακρίβεια, παρά μόνο σε συγκεκριμένο παρατηρητή. Έτσι για νεαρά άτομα το ανώτερο όριο είναι 24.000 Hz, ενώ για άτομα περασμένης ηλικίας κατεβαίνει μέχρι 14.000 Hz. Πάντως ο μέσος όρος είναι γύρω στα 20.000 Hz.

Κάτω από τα 16 Hz [GLi] υπάρχουν οι υπό ήχοι και πάνω από 20.000 Hz οι υπέρηχοι. Οι δύο αυτές μορφές του ήχου δε γίνονται αντιληπτές με το αισθητήριο της ακοής του ανθρώπου.

Γεώργιος Λυμπερόπουλος

Σχετικά με Γεώργιος Λυμπερόπουλος

Είμαι Ηλεκτρονικός όπου τα τελευταία μου τωρινά χρόνια έμαθα να χειρίζομαι τους Ηλεκτρονικούς υπολογιστές, από την κατασκευή αλλά και από τον προγραμματισμό τους θα έλεγα πολύ καλά. Ευχαριστώ που διαβάζετε την ιστοσελίδα μου!

Δείτε όλα τα άρθρα του/της Γεώργιος Λυμπερόπουλος →

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *