ΦΥΣΙΚΗ – Ήχος, Φ.Ε. 1, Πώς παράγεται ο ήχος

Ήχος ονομάζεται οτιδήποτε ακούμε. Ένα τραγούδι, οι φωνές κάποιου ανθρώπου, το κουδούνι του σχολείου, η μηχανή του αυτοκινήτου είναι μερικοί μόνο από τους χιλιάδες ήχους που μας περιτριγυρίζουν.

Τα σώματα που παράγουν ήχο, την στιγμή που τον παράγουν, ονομάζονται ηχητικές πηγές.
Π.χ. Η κιθάρα είναι απλώς ένα μουσικό όργανο. Όταν, όμως, κτυπάμε τις χορδές, γίνεται ηχητική πηγή. Τα χέρια μας, επίσης γίνονται ηχητικές πηγές, όταν κτυπάμε παλαμάκια. Αλλιώς, είναι απλώς όργανα του σώματός μας.

______________________________

Με ποιον τρόπο παράγεται ο ήχος

Γύρω μας ξέρουμε πως υπάρχουν τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων μόρια αέρα (οξυγόνου, υδρογόνου, διοξειδίου του άνθρακα, και πολλών άλλων αερίων). Όταν κτυπάμε π.χ. την χορδή μιας κιθάρας, αυτή ταλαντώνεται, πηγαίνει δηλαδή δεξιά-αριστερά. Κάθε φορά που κινείται, «σπρώχνει» τα μόρια του αέρα που είναι δίπλα της. Αυτά με την σειρά τους «σπρώχνουν» τα διπλανά τους κι έτσι η κίνηση μεταφέρεται, δημιουργώντας πυκνώματα και αραιώματα. (Πυκνώματα έχουμε όταν σε κάποια περιοχή συγκεντρώνονται πολλά μόρια αέρα και αραιώματα, όταν συγκεντρώνονται λίγα.)

Το ίδιο συμβαίνει και όταν μιλάμε: με τον αέρα που βγαίνει από μέσα μας σπρώχνουμε τα μόρια του αέρα που βρίσκονται μπροστά στο στόμα μας. (Βάλατε ποτέ το χέρι σας μπροστά από το στόμα σας την ώρα που μιλάτε, για να αισθανθείτε τον αέρα που βγαίνει από μέσα σας;)
Όταν το «σπρωξίδι» αυτό των μορίων φτάσει στα αυτιά μας, αναγκάζει την μεμβράνη που βρίσκεται στο εσωτερικό τους και λέγεται τύμπανο να αρχίσει να πάλλεται ώσπου να ερεθίσει το ακουστικό νεύρο, το οποίο με την σειρά του θα δώσει σήμα στον εγκέφαλο ότι «ακούγεται ένας ήχος». Τόσο απλά!…

Για να καταλάβετε καλύτερα πώς γίνεται αυτή η ταλάντωση, κάντε ΚΛΙΚ στην παρακάτω εικόνα.
Οι τελίτσες παίζουν τον ρόλο των μορίων του αέρα και η γραμμή αριστερά τον ρόλο της χορδής που πάλλεται.
Πατήστε τα κουμπάκια: «see»  για να δείτε τις ταλαντώσεις και «hear» για να ακούτε τον ήχο.

.

Δείτε και σε άλλη εξομοίωση την ταλάντωση των μορίων.
Η κόκκινη γραμμή είναι η ηχητική πηγή (π.χ. χορδή κιθάρας) που ταλαντώνεται και παρασέρνει σε ταλάντωση και τα μόρια του αέρα.
Πατήστε την μπλε καρτέλα αριστερά, με το όνομα «Sinusoidal» για να βλέπετε συνεχή κίνηση των μορίων.

ΚΛΙΚ στην εικόνα:


(Την εφαρμογή την είδαμε στο : «Μάθε παιδί μου γράμματα«)

.

Ας το δούμε κι αλλιώς…

Στην παρακάτω εικόνα η κίτρινη τελεία αναπαριστά μια ηχητική πηγή που ταλαντώνεται, που σπρώχνει δηλαδή τα διπλανά της μόρια του αέρα και οι κόκκινες τελείες αναπαριστούν τα μόρια του αέρα. Η διαδοχική μετακίνηση των μορίων του αέρα, λόγω του σπρωξίματος κάθε φορά από τα προηγούμενα μόρια, δημιουργεί το ηχητικό κύμα (που φτάνει στα αυτιά μας και ακούμε τον ήχο).
Όταν σταματήσει να πάλλεται η ηχητική πηγή, σταματά και η κίνηση των μορίων, άρα παύει να ακούγεται ο ήχος.

Προφανώς, όσο πιο έντονη είναι η ηχητική πηγή, τόσο πιο έντονη είναι και η μετακίνηση των μορίων.
Εάν γίνει μία δυνατή έκρηξη, για παράδειγμα, κάπου (μία βόμβα, ή κάτι άλλο), η πίεση που ασκείται στα κοντινά μόρια του αέρα είναι τόσο μεγάλη που τα σπρώχνει απίστευτα γρήγορα προς όλες τις κατευθύνσεις. Δημιουργείται δηλαδή ένα ωστικό κύμα το οποίο έχει τρομερή ενέργεια.
(Καταλαβαίνετε τώρα, γιατί σπάνε τα τζάμια των γύρω κτηρίων ύστερα από μία δυνατή έκρηξη;)

______________________________

Δείτε τα ηχητικά κύματα!

Ένα ηχείο που «παίζει» έναν ήχο και ένα δοχείο με νερό από πάνω αρκούν για να «δούμε» τα ηχητικά κύματα.
Καθώς παίζει το ηχείο, τα ηχητικά κύματα περνούν μέσα από το δοχείο με το νερό και δημιουργούν κυματισμούς.
Δείτε το!

Advertisements