ΦΥΣΙΚΗ – Ήχος, Φ.Ε. 2, Διάδοση του ήχου

Ο ήχος διαδίδεται και στα στερεά και στα υγρά και στα αέρια, με την μορφή κυμάτων.
Τα ηχητικά κύματα είναι διαμήκη, δηλαδή δημιουργούν πυκνώματα και αραιώματα, τα οποία ωθούν το μόρια των σωμάτων να κινηθούν, μεταδίδοντας τα πυκνώματα και τα αραιώματα αυτά.
Να κάτι που έχει ενδιαφέρον: Ο ήχος «τρέχει» πιο γρήγορα στα στερεά, λιγότερο γρήγορα στα υγρά και ακόμη λιγότερο στα αέρια.
Αυτό, αν και φαίνεται αντιφατικό, είναι εύκολο να το καταλάβουμε και να το εξηγήσουμε, αν καταφύγουμε στον μικρόκοσμο.

Θυμάστε τα μόρια των στερεών;
Σε κοντινές αποστάσεις μεταξύ τους, με σταθερή διάταξη:

.

Τι θα γινόταν αν βάζαμε μια ηχητική πηγή σε  επαφή με ένα τέτοιο στερεό;

.

Όπως θα μαντέψατε, τα …οργανωμένα μόρια του στερεού αναλαμβάνουν δράση στο λεπτό! Μεταφέρουν τον ήχο στα κοντινά τους μόρια, γρήγορα και αποτελεσματικά.

Τα μόρια των υγρών, όπως θυμάστε, είναι …πιο χαλαρά τυπάκια! Κοντά το ένα με το άλλο, αλλά όχι και τόσο κοντά, ούτε και με τόσο σταθερή διάταξη:

.

Ας βάλουμε το ξυπνητήρι στο υγρό:

.

Εντάξει, τα μόρια του υγρού θα μεταδώσουν τον ήχο, αλλά οι αποστάσεις μεταξύ τους δεν είναι και τόσο κοντινές…

Αν θυμηθούμε και τα μόρια των αερίων, τότε μιλάμε για μόρια που αγαπούν την …ανεξαρτησία τους. Ούτε πολύ κοντινές αποστάσεις (εκτός κι αν βρίσκονται σε συνθήκες αυξημένης πίεσης), ούτε ακριβής διάταξη:

.

Ντριιιιιν!

.

Ο ήχος από το ξυπνητήρι θα ταξιδέψει, αλλά …μην ξεχνάτε και τις αποστάσεις μεταξύ των μορίων. Για να μεταδοθεί το πύκνωμα χρειάζεται περισσότερη …προσπάθεια και χρόνος.

.

Καταλαβαίνετε τώρα γιατί ο  ήχος «τρέχει» πιο γρήγορα στα στερεά, λιγότερο γρήγορα στα υγρά και ακόμη λιγότερο στα αέρια;

___________________________________

Και τι γίνεται με τις αστραπές και τις βροντές;

Τις βλέπουμε και τις ακούμε από εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά, αφού το φως και ο ήχος ταξιδεύουν πολύ γρήγορα.
Όμως, γιατί την βροντή την ακούμε πάντα μετά (ή πολύ μετά) από την στιγμή που θα δούμε την αστραπή;

Η απάντηση δίνεται εύκολα, αν σκεφτούμε πως το φως ταξιδεύει με ταχύτητα 300.000.000 μέτρων το δευτερόλεπτο, ενώ ο ήχος μόνο με 340! (στον αέρα)

.

Παίξτε με τις αστραπές και τις βροντές!

Πατήστε το κουμπάκι «zap» για να ξεκινήσει η διαδικασία αστραπής – βροντής.
Στα δύο μωβ πλαίσια γράφονται: στο δεξί η απόσταση της αστραπής από εσάς και στο αριστερό ο χρόνος που απαιτείται για να ακουστεί η βροντή.
Καθορίστε πόσο μακρινή θα είναι η αστραπή από εσάς μετακινώντας (με αριστερό κλικ) την μπάρα που βρίσκεται κάτω αριστερά.

ΚΛΙΚ στην εικόνα:

___________________________________

Και στο διάστημα, που υπάρχει κενό, δηλαδή χώρος χωρίς καθόλου ύλη, τι νομίζετε ότι συμβαίνει με τον ήχο; Ταξιδεύει ή…

…αφού δεν υπάρχουν μόρια, ποιος θα μεταδώσει την ταλάντωση της ηχητικής πηγής;

.

Δοκιμάστε την παρακάτω προσομοίωση, για να δείτε με τα μάτια σας (αφού δε θα ακούσετε με τ’ αυτιά σας) πώς συμπεριφέρεται ο ήχος στο κενό.
Στην σελίδα που θα ανοίξει, μεταφερθείτε στην τρίτη εικόνα, προς τα κάτω.
Πατήστε στο «Air intake», στα αριστερά της εικόνας, για να αφήσετε τον αέρα να μπει στο δοχείο. Το ξυπνητήρι ακούγεται δυνατά.
Πατήστε στο «To vacuum pump», στα δεξιά της εικόνας, για να βγάλετε τον αέρα από το δοχείο. Βλέπετε το ξυπνητήρι να κτυπά, αλλά δεν μπορείτε να το ακούσετε.
ΚΛΙΚ στην εικόνα:
.
Δείτε την παραπάνω προσομοίωση της συμπεριφοράς του ήχου στο κενό, με πραγματικό πείραμα, σε βίντεο:
(Πολλά από τα παραπάνω τα είδαμε στον Μικρόκοσμο της τάξης!)
Advertisements