Η μουσική, η ανθρώπινη φωνή, το κελάηδισμα ενός πουλιού, το βούισμα ενός κουνουπιού, ο θόρυβος μιας μηχανής είναι ήχοι.
Κρότος, κραυγή, μουρμούρισμα, ψίθυρος, νανούρισμα, θρόισμα, παφλασμός, μελωδία, γάβγισμα, κορνάρισμα, μαρσάρισμα, φωνή, ουρλιαχτό, τσιριχτό, τρίξιμο είναι μερικές μόνο ονομασίες ήχων. Άλλοι ήχοι μας γαληνεύουν και μας ηρεμούν, ενώ άλλοι μας εκνευρίζουν και μας κουράζουν. Μετά την όραση, η ακοή είναι η σημαντικότερη αίσθηση, με την οποία αντιλαμβανόμαστε το περιβάλλον. Τα αφτιά μας δέχονται συνεχώς μηνύματα από το περιβάλλον, που πολλές φορές δεν τα «ακούμε» συνειδητά. |
Από την αρχαιότητα ακόμη εξελιγμένοι λαοί ανέπτυξαν τη μουσική. Η επίδραση μιας μελωδίας στη διάθεση των ανθρώπων είναι σημαντική.Ένα τραγούδι μπορεί να μας φτιάξει το κέφι ή να μας μελαγχολήσει. Ακόμη και το πόσο δυνατά προτιμά καθένας να ακούει τη μουσική διαφέρει. Άλλοι θέλουν έντονους ήχους, που να τους «νιώθουν» σε όλο τους το σώμα. Άλλοι πάλι προτιμούν τις σιγανές μελωδίες. Η δυνατή μουσική είναι γι' αυτούς ενοχλητική.
|
Πώς παράγεται ο ήχος; Τι κοινό έχουν η κιθάρα, το ραδιόφωνο, το κουδούνι και το παιδί που φωνάζει; Παράγουν ήχο! Τα σώματα που παράγουν ήχο τα ονομάζουμε ηχητικές πηγές. Μια ηχητική πηγή με ξεχωριστή σημασία: ο λάρυγγας Το βασικό όργανο ομιλίας του ανθρώπου είναι ο λάρυγγας, που βρίσκεται στο επάνω άκρο της αναπνευστικής οδού. Στο λάρυγγα βρίσκονται οι φωνητικές χορδές. Κατά τη διάρκεια της αναπνοής οι φωνητικές χορδές απέχουν περίπου ένα εκατοστό η μία από την άλλη. Όταν μιλάμε ή τραγουδάμε όμως, οι φωνητικές χορδές τεντώνονται, πλησιάζουν η μία την άλλη και σχηματίζουν τη φωνητική σχισμή. Ο αέρας που βγαίνει από τους πνεύμονες περνά από τη φωνητική σχισμή και αναγκάζει τις φωνητικές χορδές να ταλαντώνονται. Έτσι παράγεται ένας ιδιόμορφος ήχος, που διαμορφώνεται τελικά σε ομιλία με τη βοήθεια του φάρυγγα, της στοματικής και ρινικής κοιλότητας, του ουρανίσκου, της γλώσσας, των δοντιών και των χειλιών, που παίρνουν διάφορες θέσεις. |
Διαβάζοντας τους ήχους Σε ένα έντυπο είναι σχετικά δύσκολο να αποτυπωθούν οι ήχοι. Γι' αυτό οι σκιτσογράφοι σκαρφίστηκαν λέξεις, για να παρουσιάσουν διάφορους ήχους. Η λέξη «ΜΠΟΥΜ», για παράδειγμα, δηλώνει έκρηξη ή δυνατό ήχο, ενώ οι λέξεις «ΑΧ» ή «ΩΧ» δηλώνουν πόνο. Γνωρίζεις κι εσύ άλλες παρόμοιες λέξεις; Παραγωγή του ήχου Η παραγωγή του ήχου οφείλεται στην παλμική κίνηση, στην ταλάντωση κάποιου υλικού σώματος που ονομάζουμε ηχητική πηγή. Κατά την παραγωγή του ήχου, τα μόρια της ηχητικής πηγής εξαναγκασμένα από κάποια αιτία, όπως για παράδειγμα ένα χτύπημα, ταλαντώνονται όλα μαζί. Στην εικόνα βλέπεις ένα τύμπανο που παράγει ήχο μετά από κάποιο χτύπημα. Τα μόρια της μεμβράνης, ταλαντώνονται και εξαναγκάζουν τα μπαλάκια του φελιζόλ να αναπηδούν, κάνοντας ορατή την παλμική κίνηση.
|
|
Τεχνητές ηχητικές πηγές Ηχητικές πηγές δεν υπάρχουν μόνο στη φύση. Και ο άνθρωπος κατασκευάζει ηχητικές πηγές, με τις οποίες παράγονται ευχάριστοι ήχοι. Τέτοιες πηγές υπάρχουν στις συσκευές που ονομάζουμε «μουσικά όργανα». Ανάλογα με τον τρόπο που παράγεται ο ήχος, τα μουσικά όργανα διακρίνονται σε πνευστά, έγχορδα, κρουστά. Στα πνευστά ταλαντώνεται ο αέρας που περιέχουν, καθώς φυσάμε σε αυτά, στα έγχορδα ταλαντώνονται οι χορδές, ενώ στα κρουστά παράγεται ήχος, όταν χτυπάμε την επιφάνειά τους.
|
Συγχρονισμένη κολύμβηση Στη συγχρονισμένη κολύμβηση οι αθλήτριες χορεύουν στο ρυθμό κάποιας μουσικής, ενώ συχνά το κεφάλι τους βρίσκεται μέσα στο νερό. Η χάρη και η ομορφιά του αθλήματος οφείλεται σίγουρα στο ταλέντο των αθλητριών, η διάδοση του ήχου στο νερό είναι όμως αυτή που τους επιτρέπει να συγχρονιστούν με τη μουσική! |
To νησί των Σειρήνων και οι σειρήνες! Πριν πλησιάσει το καράβι του στο νησί των Σειρήνων, ο Οδυσσέας βούλωσε τ' αφτιά των συντρόφων του με κερί, ώστε να μην ακούν. Ο ίδιος όμως ήθελε, παρά τον κίνδυνο, να απολαύσει το τραγούδι των Σειρήνων. Γι' αυτό είχε δώσει εντολή να τον δέσουν χειροπόδαρα στο κατάρτι, απ' όπου άκουγε μαγεμένος τους ήχους του τραγουδιού, του αυλού και της λύρας τους να διαδίδονται στον αέρα. Η εντολή που είχε δώσει στους συντρόφους του ήταν να μην τον λύσουν, όσο και αν τους παρακαλούσε. Αν οι Σειρήνες του μύθου έκαναν τους ανθρώπους να πλησιάζουν μαγεμένοι, οι σύγχρονες σειρήνες έχουν ακριβώς το αντίθετο αποτέλεσμα! Ο οξύς και διαπεραστικός ήχος τους, όπως για παράδειγμα στα ασθενοφόρα ή στα πυροσβεστικά οχήματα, δηλώνει κίνδυνο και προτρέπει τους ανθρώπους να απομακρυνθούν παραχωρώντας προτεραιότητα. Γίνε κι εσύ ένας γιατρός... των φρούτων Οι ήχοι μάς δίνουν πολύτιμες πληροφορίες για τον κόσμο γύρω μας. Σε διαφορετικά υλικά σώματα ο ήχος διαδίδεται με διαφορετική ταχύτητα. H γιατρός χτυπά με τα δάχτυλά της την πλάτη του παιδιού. Αν υπάρχει στους πνεύμονές του μόνο αέρας, αν δηλαδή είναι υγιές, τότε ο ήχος ακούγεται εντελώς διαφορετικός από ότι αν υπάρχει στους πνεύμονές του και κάποια ποσότητα υγρού, που σημαίνει ότι το παιδί είναι άρρωστο. Κάνε κι εσύ το ίδιο, για να καταλάβεις αν ένα καρπούζι είναι ώριμο. Δοκίμασε με μερικά καρπούζια που έχουν ίδιο μέγεθος. Στα άγουρα καρπούζια ο ήχος ακούγεται διαφορετικός απ' ότι στα ώριμα. Εμπρός λοιπόν, γίνε κι εσύ ένας γιατρός... των φρούτων. |
Ο ήχος γκρεμίζει τείχη Μελετώντας την ιστορία μαθαίνουμε ότι η κατάκτηση της Ιεριχούς από τους Εβραίους δεν ήταν καθόλου εύκολη, λόγω των καλών οχυρωματικών της έργων. Ο αρχηγός τους, ο Ιησούς του Ναυί, έβαλε τους Εβραίους να φτιάξουν ειδικές σάλπιγγες. Όταν αυτές σάλπισαν όλες μαζί, τα τείχη κατέρρευσαν «σαν από θαύμα». Υπερηχητικά μέσα μεταφοράς Ο άνθρωπος έχει καταφέρει εδώ και δεκαετίες να κατασκευάσει αεροσκάφη και διαστημόπλοια, που κινούνται γρηγορότερα από τον ήχο. Στη φωτογραφία αποτυπώνεται η στιγμή, κατά την οποία το αεροσκάφος ξεπερνά την ταχύτητα του ήχου. Η στιγμή αυτή είναι πολύ χαρακτηριστική, γιατί ακούγεται ένας πολύ δυνατός κρότος. Οι τραγουδιστές των ωκεανών Θαυμάζουμε τις φάλαινες για τη χάρη με την οποία κινούνται στο νερό. Πέρα από το μέγεθός τους, κάποια είδη φάλαινας διακρίνονται και για την ικανότητά τους στο τραγούδι. Οι φάλαινες μπορούν να επικοινωνούν τραγουδώντας για ώρες χωρίς διακοπή. Ο ήχος του τραγουδιού τους διαδίδεται στο νερό και μπορεί να ακουστεί μέχρι και 160 χιλιόμετρα μακριά. |
Ανάκλαση και απορρόφηση του ήχου Όταν το ηχητικό κύμα συναντήσει μια λεία και στιλπνή επιφάνεια, αλλάζει κατεύθυνση. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ανάκλαση. Ένα μέρος της ενέργειας του ηχητικού κύματος ακολουθεί τη «νέα» κατεύθυνση. Όσο πιο λεία και στιλπνή είναι η επιφάνεια, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια προς τη νέα κατεύθυνση, τόσο πιο έντονο είναι το φαινόμενο της ανάκλασης. Οι νυχτερίδες δε βλέπουν καλά. Χάρη στην ανάκλαση του ηχητικού κύματος που εκπέμπουν, αντιλαμβάνονται το χώρο γύρω τους. Ο άνθρωπος δεν μπορεί να ακούσει τους ήχους, που χρησιμοποιεί η νυχτερίδα για τον προσανατολισμό της. Ένας μύθος για την Ηχώ Η ηχώ δημιουργείται, όταν μιλάμε ή φωνάζουμε, ενώ απέναντί μας βρίσκεται μια λεία και στιλπνή επιφάνεια, όπως για παράδειγμα μια βραχώδης πλαγιά. Για να αντιληφθούμε την ηχώ, πρέπει να απέχουμε τουλάχιστον 17 μέτρα από την επιφάνεια στην οποία ανακλάται ο ήχος. Αλλιώς, ο εγκέφαλός μας δεν μπορεί να διακρίνει τον ήχο της φωνής μας από τον ανακλώμενο ήχο. Η Ηχώ ήταν νύμφη των δασών. Οι μούσες τής είχαν μάθει την τέχνη του τραγουδιού και του αυλού. Σύμφωνα με ένα μύθο, ο Νάρκισσος περιφρόνησε την αγάπη της και η Ηχώ, ντροπιασμένη, κρύφτηκε μέσα σε μία σπηλιά. Από τον πόνο της έλιωσε κι έμεινε μόνο η φωνή της. Από τότε δεν έχει μόνιμη κατοικία. Μένει παντού, αλλά έχει το χάρισμα να ξαναδίνει πίσω τους ήχους και τις φωνές που ακούει. Ένας άλλος μύθος αναφέρει ότι η Ηχώ με την ομιλία της ενοχλούσε την Ήρα και την εμπόδιζε να παρακολουθεί τις κινήσεις του Δία. Γι' αυτό η Ήρα μεταμόρφωσε την Ηχώ σε κόρη, που ζούσε μέσα στις σπηλιές και δεν είχε δική της μιλιά. Όταν όμως άκουγε τις ομιλίες των άλλων, γύριζε πίσω σε αντίλαλο τα τελευταία τους λόγια. |
|
Τα πορώδη υλικά απορροφούν τον ήχο Αν παρατηρήσουμε ένα υλικό με μαλακή και πορώδη επιφάνεια, θα δούμε ότι αυτή είναι γεμάτη μικρά ή μεγαλύτερα «βαθουλώματα», τους πόρους. Σε κάποια υλικά, όπως για παράδειγμα στο σφουγγάρι, οι πόροι αυτοί είναι ορατοί με γυμνό μάτι. Σε άλλα υλικά, για να δούμε τους πόρους, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μεγεθυντικό φακό ή ακόμα και μικροσκόπιο. Στα μαλακά και πορώδη υλικά ο ήχος ανακλάται πολλές φορές στα τοιχώματα που περιβάλλουν τους πόρους. Ένα μέρος της ενέργειας του ηχητικού κύματος απορροφάται από το υλικό. Πιο απλά λέμε ότι τα μαλακά και πορώδη υλικά απορροφούν τον ήχο. Αρχαία και σύγχρονα θέατρα Οι αρχαίοι Έλληνες αξιοποίησαν το φαινόμενο της ανάκλασης του ήχου στα θέατρά τους ήδη από τον 5ο αιώνα π.Χ. Ο χώρος των θεατών αναπτυσσόταν ημικυκλικά γύρω από μία σκηνή. Για την κατασκευή των καθισμάτων που είχαν χτιστεί σε σειρές πάνω σε μία πλαγιά χρησιμοποιήθηκαν σκληρά και λεία υλικά, ώστε να ανακλάται το ηχητικό κύμα και να κατευθύνεται προς τους θεατές. Η καλή ακουστική των σύγχρονων θεάτρων οφείλεται στη μελετημένη επιλογή των υλικών. Όπου είναι επιθυμητή η ανάκλαση του ήχου, τοποθετούνται υλικά με λεία και στιλπνή επιφάνεια, ενώ, όπου είναι επιθυμητή η απορρόφηση του ήχου, χρησιμοποιούνται υλικά με μαλακή και πορώδη επιφάνεια. |
Η γαλήνη ενός χιονισμένου τοπίου… Τα μαλακά και πορώδη υλικά απορροφούν τους ήχους. Γι' αυτό και όταν χιονίζει, οι ήχοι ακούγονται λιγότερο έντονοι. Η γαλήνη ενός χιονισμένου τοπίου οφείλεται σε ένα βαθμό στην ιδιότητα που έχει το χιόνι να απορροφά τους θορύβους. Απορρόφηση του ήχου από τη σκοπιά του μικρόκοσμου Η απορρόφηση του ήχου εξαρτάται από το είδος του υλικού. Από τη σκοπιά του μικρόκοσμου σημαντική είναι η μάζα των μορίων από τα οποία το υλικό αποτελείται αλλά και η απόσταση μεταξύ τους απόσταση. Υλικά σώματα με μόρια μεγάλης μάζας, όπως για παράδειγμα ο μόλυβδος, απορροφούν το ηχητικό κύμα, καθώς τα μόρια αυτά δεν μπορούν εύκολα να ταλαντωθούν. Τον ήχο απορροφούν επίσης υλικά σώματα με μόρια μικρής μάζας, όταν όμως οι αποστάσεις μεταξύ των μορίων είναι μεγάλες, όταν δηλαδή τα μόρια είναι αραιά, όπως για παράδειγμα στο λάστιχο ή στον ατμοσφαιρικό αέρα. Όταν οι αποστάσεις μεταξύ των μορίων είναι μεγάλες, η ταλάντωση δεν είναι εύκολο να μεταδοθεί από το ένα μόριο στο άλλο, οπότε δεν είναι εύκολη η διάδοση του ηχητικού κύματος.
|
Tο αφτί Πτερύγιο Το mερύγιο και ο ακουστικός πόρος αποτελούν το εξωτερικό αφτί. Το mερύγιο «συνκέντρωνέι» το ηχητικό κύμα και «οδηγεί» την ενέργεια στον ακουστικό πόρο.
Τύμπανο Το τύμπανο είναι μία λεmή, ανθεκτική μεμβράνη. Το ηχητικό κύμα αναγκάζει το τύμπανο να ταλαντωθεί. Ανάλογα με το ηχητικό ερέθισμα η ταλάντωση αυτή είναι διαφορετική. Κάποιοι άνθρωποι έχουν πρόβλημα ακοής. Ώς ένα βαθμό το πρόβλημά τους αντιμετωπίζεται με ειδικά ακουστικά. Τα ακουστικά αυτά, που ενισχύουν την ένταση του ηχητικού κύματος, λειτουργούν με μπαταρίες. |
|
Υπέρηχοι και υπόηχοι Ο άνθρωπος δεν μπορεί να ακούσει όλους τους ήχους. Το αφτί μας δεν μπορεί να ακούσει ήχους, όταν η ηχητική πηγή κάνει λιγότερες από 16 ταλαντώσεις σε ένα δευτερόλεπτο. Συντομότερα λέμε ότι δεν ακούμε ήχους κάτω από τα 16 Hertz. Ήχοι που οφείλονται σε πιο αργές ταλαντώσεις λέγονται υπόηχοι. Δεν μπορούμε επίσης να ακούσουμε ήχους, όταν η ηχητική πηγή κάνει περισσότερες από 20.000 ταλαντώσεις σε ένα δευτερόλεπτο. Συντομότερα λέμε ότι δεν ακούμε ήχους πάνω από τα 20.000 Hertz. Ήχοι που οφείλονται σε πιο γρήγορες ταλαντώσεις λέγονται υπέρηχοι. Το ανώτερο όριο ακοής μας πέφτει όσο μεγαλώνουμε. Στην ηλικία των 50 χρόνων ακούμε ήχους μέχρι 12.000 Hertz περίπου. Οι ήχοι που μπορεί να παράγει ο άνθρωπος έχουν πολύ μικρότερο εύρος από αυτούς που μπορεί να ακούει. Ξέρεις ότι πολλά ζώα ακούν ήχους, που εμείς δεν μπορούμε να ακούσουμε; Στην παραπάνω εικόνα μπορείς να δεις το εύρος ομιλίας και ακοής διαφόρων ζώων καθώς και του ανθρώπου. Ένας μεγάλος συνθέτης Ο Ludwig van Beethoven (1770 - 1827) ήταν ένας από τους μεγαλύτερους συνθέτες που έζησαν ποτέ. Πολλά από τα έργα του, όπως την περίφημη 9η συμφωνία, δεν τα άκουσε ποτέ ο ίδιος, καθώς δεν άκουγε καθόλου τα τελευταία 8 χρόνια της ζωής του. Επικοινωνούσε με τους ανθρώπους, με κείμενα που έγραφε σε τετράδια, τα οποία έχουν βρεθεί και φυλαχτεί μέχρι σήμερα. Ο Beethoven μπορεί να μην άκουσε ποτέ με τ' αφτιά του κάποιες από τις μελωδίες που δημιούργησε, μπορούσε όμως να τις «ακούει» νοερά, διαβάζοντας τις νότες στην παρτιτούρα. |
Το αφτί: ένας μετατροπέας ενέργειας Για να καταλάβουμε καλύτερα τη διαδικασία διάδοσης του ήχου από την ηχητική πηγή ώς το αφτί μας, πρέπει να θυμηθούμε ότι το ηχητικό κύμα μεταφέρει ενέργεια. Ο ήχος παράγεται από την ταλάντωση της ηχητικής πηγής. Η κινητική ενέργεια της πηγής μεταφέρεται στα μόρια του αέρα που ταλαντώνονται δημιουργώντας το ηχητικό κύμα. Όταν ο ήχος φτάσει στο αφτί μας, η ενέργεια μεταδίδεται στο τύμπανο που ταλαντώνεται και από εκεί στα οστάρια και τελικά στον κοχλία. Η ενέργεια εκεί μετατρέπεται σε ηλεκτρική και μεταφέρεται μέσα από το ακουστικό νεύρο στον εγκέφαλο. Στο αφτί μας, λοιπόν, η ενέργεια μετατρέπεται από κινητική σε ηλεκτρική.
|
Ηχορρύπανση - Ηχοπροστασία Οι ενοχλητικοί ήχοι, οι θόρυβοι, έχουν αρνητική επίδραση σε διάφορες λειτουργίες του ανθρώπινου οργανισμού: η πίεση ανεβαίνει, η αναπνοή γίνεται πιο γρήγορη, δεν μπορούμε να συγκεντρωθούμε και να κοιμηθούμε. Η συνεχής παραμονή σε χώρους με τέτοιους ήχους μπορεί να προξενήσει βλάβες στα αφτιά μας, που οδηγούν σε βαρηκοΐα. Όταν η ένταση του ήχου είναι μεγάλη, το τύμπανο του αφτιού μας ταλαντώνεται με μεγάλο πλάτος. Η συνεχής ταλάντωσή του με μεγάλο πλάτος προκαλεί πόνο. Το τύμπανο χάνει σταδιακά την ευαισθησία του. Άνθρωποι που εργάζονται σε περιβάλλον δυνατών θορύβων χάνουν την ικανότητα να ακούν πιο σιγανούς ήχους. Το πρόβλημα της έντονης ενόχλησης από τους θορύβους ονομάζεται ηχορρύπανση. Ηχορρύπανση... με παρελθόν Η ηχορρύπανση και η ταλαιπωρία που προκαλεί στους κατοίκους των πόλεων δεν είναι φαινόμενο της εποχής μας. Στην αρχαία Ελλάδα, στην πόλη Σύβαρη, υπήρχαν ήδη το 720 π.Χ. νόμοι για το χωρισμό των περιοχών σε ζώνες κατοικίας και ζώνες εργαστηρίων. Στην αρχαία Ρώμη, τον 1ο αιώνα μ.Χ., ο Ιούλιος Καίσαρ είχε λάβει μέτρα κατά της ηχορρύπανσης. Απαγόρευε στα άρματα να κυκλοφορούν μέσα στην πόλη της Ρώμης τη νύχτα. Η μάζα των μορίων κάνει τη διαφορά ... Μελετώντας το μικρόκοσμο κατανοούμε γιατί υλικά με μόρια μεγάλης μάζας ή υλικά με αραιά μόρια απορροφούν περισσότερο τον ήχο. Στα υλικά με μόρια μεγάλης μάζας είναι δύσκολη η διάδοση του ήχου, καθώς τα μόρια αυτά είναι δύσκολο να ταλαντωθούν. Στα υλικά πάλι με αραιά μόρια είναι δύσκολη η διάδοση του ήχου, καθώς δεν είναι εύκολο η ταλάντωση να μεταδοθεί από το ένα μόριο στο άλλο. Τα υλικά αυτά, λοιπόν, χρησιμοποιούμε για την προστασία από τους ενοχλητικούς ήχους, αφού με τη χρήση τους εμποδίζεται η μετάδοση της ενέργειας του ηχητικού κύματος. Ηχομόνωση Για την ηχομόνωση αξιοποιούμε δύο φαινόμενα που έχουν σχέση με τη διάδοση του ήχου, την ανάκλαση και την απορρόφηση των ηχητικών κυμάτων. Όταν κλείνουμε το παράθυρο, για παράδειγμα, το ηχητικό κύμα ανακλάται στη λεία επιφάνεια. Με τη χρήση διπλών τζαμιών που έχουν αέρα ανάμεσά τους ή με τη χρήση υαλοβάμβακα στους τοίχους, βοηθάμε στην απορρόφηση της ενέργειας του ηχητικού κύματος. |