Πολλοί άνθρωποι θέλουν να βρουν απαντήσεις σε ερωτήσεις σχετικά με το τι είναι τα ηχητικά φαινόμενα, πώς και από πού προέρχονται. Πώς διαφέρουν ορισμένοι ήχοι από άλλους; Γιατί τους ακούμε;
Σήμερα θα εξετάσουμε το τμήμα της φυσικής που μελετά τα ηχητικά φαινόμενα. Αυτή η ενότητα ονομάζεται ακουστική.
Η ταλάντευση είναι η αιτία όλων των ήχων στον πλανήτη
Αν ακούμε κάποιο είδος θορύβου, τότε διανοητικά μπορούμε να φανταστούμε αυτή την πηγή που τον κάνει. Έτσι, αν το δούμε, εκεί θα δούμε τι κυμαίνεται. Όταν μιλάμε, οι φωνητικές χορδές δονούνται μέσα στο σώμα μας. Έτσι, ακούμε τη δική μας φωνή. Παρατηρούμε και ακούμε καθημερινά παραδείγματα ηχητικών φαινομένων στη φυσική.
Ιστορικό υπόβαθρο
Μελετά τη φυσική των ηχητικών φαινομένων από την αρχαιότητα. Οι αιώνιοι σύντροφοί μας στη ζωή είναι οι θόρυβοι και οι ήχοι. Υπάρχουν δονήσεις θορύβου που μας είναι ευχάριστες, ενώ άλλες μας ενοχλούν. Από αυτά τα λόγια, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι οι ήχοι και τα ηχητικά φαινόμενα επηρεάζουν τη συνείδηση και την ευημερία ενός ατόμου με διαφορετικούς τρόπους. Είναι γνωστό ότι κάποιοι θόρυβοι μπορούν να τρελάνουν έναν άνθρωπο, αλλά υπάρχουν ήχοι πουικανό να θεραπεύσει οποιαδήποτε ασθένεια σε ένα άτομο. Όλες αυτές οι ανακαλύψεις έγιναν από τον άνθρωπο πριν από την εποχή μας. Λίγο αργότερα θα μάθετε τι είναι τα ηχητικά φαινόμενα. Στο μεταξύ, ας μιλήσουμε για ανακαλύψεις στον τομέα της ακουστικής.
Αρχαίοι πολιτισμοί
Οι κληρικοί των ναών της Αρχαίας Αιγύπτου παρατήρησαν την εκπληκτική θεραπευτική επίδραση του ήχου σε έναν άνθρωπο. Φυσικά, χρησιμοποίησαν αυτό το φαινόμενο για θρησκευτικούς σκοπούς. Τώρα οι τελετουργικές διακοπές των Αιγυπτίων δεν ήταν χωρίς χορωδίες και άσματα. Λίγο αργότερα, μουσική και ήχοι ξέσπασαν στις εκκλησίες των χριστιανών. Οι Ινδοί ήταν οι πρώτοι που κατέκτησαν υψηλό επίπεδο μουσικής δεξιότητας. Πίσω σε εκείνους τους μακρινούς χρόνους, δημιούργησαν και χρησιμοποιούσαν ενεργά τη μουσική σημειογραφία. Οι Ινδοί προίκισαν κάθε νότα με ένα συγκεκριμένο νόημα. Η τελευταία νότα της κλίμακας, "Ne", υποδήλωνε λύπη, η νότα "Pa" σήμαινε χαρά.
Πυθαγόρας - πατέρας της ακουστικής
Από την αρχαιότητα, οι άνθρωποι προσπαθούσαν να μελετήσουν τα ηχητικά φαινόμενα. Για παράδειγμα, ο αρχαίος Έλληνας μαθηματικός και φιλόσοφος Πυθαγόρας, που έζησε περίπου 2,5 χιλιάδες χρόνια πριν, διεξήγαγε διάφορα πειράματα με ήχους. Χάρη στις ανακαλύψεις του, απέδειξε ότι ο χαμηλός τόνος των οργάνων είναι εγγενής μόνο σε εκείνα που έχουν μακριές χορδές. Όταν μια χορδή μειώνεται στο μισό, ο ήχος αυξάνεται κατά μία οκτάβα. Χάρη σε αυτά τα συμπεράσματα του Πυθαγόρα μπήκαν τα θεμέλια στον κλάδο της φυσικής - ακουστικής. Οι πρώτες ακουστικές συσκευές δημιουργήθηκαν από τους Έλληνες, που έζησαν στην εποχή της αρχαιότητας. Τα χρησιμοποιούσαν στα θέατρα. Αυτές οι συσκευές είχαν τη μορφή μικρών κέρατων που οι ηθοποιοί έβαζαν στη μάσκα τους για να το κάνουνενισχύουν τον ήχο. Παρεμπιπτόντως, το φαινόμενο να ψιθυρίζουν αγάλματα θεών στην Αρχαία Αίγυπτο ήταν πολύ ενδιαφέρον.
Αναγέννηση και Σύγχρονη Εποχή
Για πολλούς αιώνες, τα ηχητικά φαινόμενα συνέχισαν να μελετώνται. Για παράδειγμα, ακόμη και ο ζωγράφος Λεονάρντο ντα Βίντσι ασχολήθηκε με την ακουστική. Στα γραπτά του διατύπωσε την αρχή της ανεξαρτησίας των ηχητικών κυμάτων από διάφορες πηγές. Μετά από 400 χρόνια στη Γαλλία στην Ακαδημία Επιστημών του Παρισιού, ο Joseph Saver δημοσίευσε τα «Απομνημονεύματα για την Ακουστική». Στη συνέχεια ο Νεύτων μελέτησε το έργο του Σέιβερ. Με βάση τα ευρήματά του και τα συμπεράσματά του, ανέπτυξε έναν υπολογισμό του μήκους του ηχητικού κύματος. Ο Νεύτων κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το μήκος κύματος ενός ηχητικού κύματος είναι διπλάσιο από τον σωλήνα που αναπαράγει αυτόν τον ήχο.
Ορισμός ήχου
Τι αναφέρεται στα ηχητικά φαινόμενα; Ας περάσουμε στον ορισμό του όρου «ήχος». Πρόκειται για μηχανικούς κραδασμούς που διαδίδονται σε ελαστικά μέσα όπως αέρια, υγρά και στερεά. Τέτοιες μηχανικές δονήσεις γίνονται αντιληπτές από τα όργανα της ακοής, δηλαδή τα αυτιά μας. Το απλούστερο παράδειγμα που θα εξηγήσει την ουσία του ήχου είναι η χορδή οποιουδήποτε μουσικού οργάνου. Μεταδίδει δονήσεις στα γύρω σωματίδια αέρα. Οι δονήσεις ταξιδεύουν μακριά και όταν φτάνουν στο αυτί, προκαλούν δόνηση του τυμπάνου. Έτσι ακούμε τον ήχο διαφορετικά.
Ηχητικά φαινόμενα στη φύση
Τα ηχητικά κύματα δεν είναι ορατά. Ωστόσο, μπορείτε να φανταστείτε πώς θα φαίνονται. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να πάτε σε οποιοδήποτε σώμα νερού. Αν τα παρατήσειςπέτρα σε μια λίμνη ή μια λίμνη, τότε στην αρχή θα δείτε μια κατάθλιψη. Στη συνέχεια, το νερό ανεβαίνει και ως αποτέλεσμα εμφανίζονται κύματα στην επιφάνεια της δεξαμενής, τα οποία εναλλάσσονται εναλλάξ βαθουλώματα και κορυφογραμμές. Θα εξαπλωθούν προς όλες τις κατευθύνσεις.
Ενότητες στην ακουστική
Τα ζητήματα προέλευσης και διάδοσης, καθώς και η απορρόφηση του ήχου, αντιμετωπίζονται από την ακουστική. Τα τελευταία 10 χρόνια, η φυσική ακουστική έχει ανακαλύψει ήχους που ξεπερνούν τα όρια της ακοής. Μελετώνται με υπερήχους. Η τεχνική ακουστική ασχολείται με τις διαδικασίες λήψης, μετάδοσης και λήψης ηχογραφήσεων χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές συσκευές. Η επόμενη ενότητα που μελετά τη διάδοση του ήχου σε ένα δωμάτιο είναι η αρχιτεκτονική ακουστική. Για αυτήν δεν έχουν σημασία μόνο οι διαστάσεις και τα σχήματα του δωματίου όπου μελετάται ο ήχος, αλλά και τα υλικά που καλύπτουν τους τοίχους και τις οροφές του δωματίου. Η μουσική ακουστική μελετά τη φύση και την προέλευση των μουσικών ήχων. Μαζί με άλλα τμήματα υπάρχει και η θαλάσσια ακουστική (υδροακουστική). Είναι σχεδιασμένο να μελετά ηχητικά φαινόμενα στο υδάτινο περιβάλλον. Η υδροακουστική είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη, καθώς και τη δημιουργία συσκευών ήχου που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υποβρύχια. Υπάρχει ένας άλλος τύπος - ατμοσφαιρική ακουστική. Μελετά ηχητικά φαινόμενα στην ατμόσφαιρα. Η φυσιολογική ακουστική φρουρεί τα όργανα ακοής. Χάρη σε αυτό, γνωρίζουμε τις δυνατότητες των οργάνων μας, τη δομή και τη δράση τους. Αυτός ο τύπος ακουστικής μελετά το σχηματισμό των ήχων των οργάνων της ομιλίας. Και το τελευταίο είδος είναι η βιολογική ακουστική. Ασχολείται με τους υπέρηχους και τους ηχητικούςεπικοινωνία των ζώων. Μελετά επίσης τους μηχανισμούς εντοπισμού που χρησιμοποιούνται από τα ζώα, επιπλέον, η βιολογική ακουστική έχει σχεδιαστεί για να διερευνά τα προβλήματα του θορύβου και των κραδασμών, είναι απαραίτητη για την καταπολέμηση των επιβλαβών θορύβων και τη βελτίωση του περιβάλλοντος.
Ανώμαλα φυσικά ηχητικά φαινόμενα
Υπάρχουν μέρη στον πλανήτη μας γνωστά για το φαινόμενο του βουητού. Περιγράφεται ως σταθερό και χαμηλής συχνότητας βουητό. Η πηγή αυτού του ήχου δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί. Η πόλη Talas στο Νέο Μεξικό διαθέτει μια τόσο ανώμαλη πηγή ήχου. Παραδόξως, μόνο το 2% των ντόπιων κατοίκων της πόλης ακούει αυτό το βουητό, λένε ότι ο ήχος είναι εξαιρετικά ενοχλητικός.
Ανώμαλα φυσικά ηχητικά φαινόμενα
Ένας από τους πιο ευχάριστους ήχους που οι άνθρωποι θεωρούν το γουργούρισμα των γατών. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μελετούν αυτό το φαινόμενο. Η προέλευση αυτού του ήχου είναι ακόμα άγνωστη. Όχι λιγότερο εκπληκτικοί στη φύση είναι οι πολύ περίπλοκοι και μακροχρόνιοι ήχοι που κάνουν οι αρσενικές φάλαινες. Πολλοί επιστήμονες πίστευαν ότι αυτό ήταν απαραίτητο για να προσελκύσουν τα θηλυκά, αλλά πρόσφατες μελέτες έχουν αποδείξει ότι ο ήχος δεν ελκύει καθόλου τα θηλυκά, αλλά τα αρσενικά.
Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός ήχων στη φύση. Ακούμε βροντές. Το χειμώνα, το χιόνι τσακίζει κάτω από τα πόδια μας. Αν ουρλιάξεις στο δάσος, θα ακούσουμε μια ηχώ. Είναι επίσης ένα παράδειγμα ηχητικών φαινομένων στη φύση.
Έτσι, εξετάσαμε παραδείγματα ηχητικών φαινομένων στη φυσική και τη φύση. Τώρα δεν φοβάστε καμία δοκιμαστική εργασία.
