Φυσικά Ε' Δημοτικού - Βιβλίο Μαθητή (Εμπλουτισμένο)
Κεφάλαιο 7.Φως Κεφάλαιο 9.Μηχανική Επιστροφή στην αρχική σελίδα του μαθήματος
Η μουσική, η ανθρώπινη φωνή, το κελάηδισμα ενός πουλιού, το βούισμα ενός κουνουπιού, ο θόρυβος μιας μηχανής είναι ήχοι.
Ηχήστε οι σάλπιγγες... Καμπάνες βροντερές δονήστε σύγκορμη τη χώρα, πέρα ως πέρα... Βογγήστε, τύμπανα πολέμου... οι φοβερές σημαίες, ξεδιπλωθήτε στον αέρα!
Με τον ήχο, με τη φωνή μας, επικοινωνούμε με τους άλλους ανθρώπους. Δεν αρκεί όμως να μπορούμε να μιλήσουμε, για να συνεννοηθούμε. Πρέπει να γνωρίζουμε και τον ίδιο κώδικα, να μιλάμε την ίδια γλώσσα. Για να μπορούμε να επικοινωνούμε με ανθρώπους που μεγάλωσαν και ζουν σε άλλες χώρες, μαθαίνουμε τη γλώσσα τους ή μαθαίνουν εκείνοι τη δική μας.
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.
Με τους ήχους, στη δική τους γλώσσα βέβαια, επικοινωνούν και τα ζώα. Εμείς μπορεί να μην καταλαβαίνουμε τη γλώσσα τους, γνωρίζουμε όμως ότι και αυτά ανταλλάσσουν πληροφορίες χρησιμοποιώντας τον ήχο.
Οι ήχοι δεν είναι πάντα ευχάριστοι. Στην καθημερινή μας ζωή τους ενοχλητικούς ήχους τους ονομάζουμε θορύβους και παίρνουμε συχνά μέτρα, που μας προστατεύουν
από αυτούς. Μερικά τέτοια μέτρα είναι η χρήση ειδικών υλικών στο χτίσιμο των κτηρίων, η κατασκευή τοίχων κατά μήκος των αυτοκινητόδρομων που περνούν από κατοικημένες περιοχές και η τοποθέτηση σιγαστήρων στις εξατμίσεις.
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.
Παίξε με τους ήχους
Μάζεψε διάφορα μικροπράγματα, όπως συνδετήρες, φασόλια, ρύζι, καραμέλες, μακαρόνια, πετρούλες και ό,τι άλλο μπορείς να φανταστείς. Βάλε τα αντικείμενα από το κάθε είδος σε ένα διαφορετικό πλαστικό κυπελλάκι. Σκέπασέ τα με αλουμινόχαρτο. Στερέωσε το αλουμινόχαρτο με ένα λάστιχο. Μπορούν οι φίλοι σου να καταλάβουν τι έχει μέσα το κάθε κυπελλάκι από τον ήχο που ακούγεται, όταν το κουνάς;
Βλέπουμε την ταλάντωση;
Η βελόνα του πλεξίματος ταλαντώνεται παράγοντας ήχο. Παρατήρησε διάφορα σώματα που παράγουν ήχο. Μπορείς να διακρίνεις την ταλάντωση της ηχητικής πηγής; Πολλές φορές η
ταλάντωση της ηχητικής πηγής δεν είναι εύκολα ορατή, όπως για παράδειγμα στους ήχους που δημιουργεί η μηχανή του αυτοκινήτου.
Ο ήχος του χορού
Σε πολλούς χορούς οι χορευτές, σε τακτά χρονικά διαστήματα, παράγουν ήχους χτυπώντας δυνατά τα πόδια στο έδαφος, φωνάζοντας ή χτυπώντας τα χέρια. Έτσι δίνουν ρυθμό και ένταση στο χορό τους. Άρα, απολαμβάνουμε τους χορούς με την όραση αλλά και με την... ακοή!
Φυσικές ηχητικές πηγές
Σίγουρα έχει συμβεί και σε σένα. Προσπαθείς να κοιμηθείς και ο ήχος του τζιτζικιού δε σε αφήνει σε ησυχία. Δεν είναι όμως όλοι οι ήχοι στη φύση ενοχλητικοί. Το κελάηδισμα του καναρινιού, ο παφλασμός του κύματος, το θρόισμα των φύλλων είναι ήχοι που μας χαλαρώνουν και μας ηρεμούν. Η φύση είναι γεμάτη ηχητικές πηγές!
Ο ήχος της βροχής
Τα τροπικά δάση στον Ισημερινό ονομάζονται δάση της βροχής. Οι συχνές καταρρακτώδεις βροχές δημιουργούν και συντηρούν την πολύ πυκνή βλάστηση με τα πανύψηλα δέντρα. Τα δάση αυτά κινδυνεύουν σήμερα από ανθρώπους, που τα εκμεταλλεύονται χωρίς να έχουν συνειδητοποιήσει τη σημασία τους. Οι ιθαγενείς των περιοχών αυτών εμπνεύστηκαν από τον ήχο που κάνει η βροχή, καθώς πέφτει στο πυκνό φύλλωμα των δέντρων κι έφτιαξαν ένα μουσικό όργανο, που ο ήχος του μοιάζει με τον ήχο της βροχής. Μπορείς να αισθανθείς λίγη από τη μαγεία αυτού του ήχου, αν ακολουθήσεις τις παρακάτω οδηγίες:
1. Χρησιμοποίησε τον κύλινδρο από ένα χαρτί κουζίνας που τελείωσε. Σημείωσε με ένα μαρκαδόρο περίπου τριάντα κουκίδες σε διάφορα σημεία του κυλίνδρου.
2. Ζήτησε από κάποιον μεγαλύτερο να σου ανοίξει με μία χοντρή βελόνα μία τρύπα σε κάθε κουκίδα.
3. Τοποθέτησε μία οδοντογλυφίδα σε κάθε τρύπα. Σπάσε τις άκρες που εξέχουν.
4. Τύλιξε όλο τον κύλινδρο με ταινία.
5. Κλείσε με ένα κομμάτι χαρτόνι και ταινία τη μία πλευρά του κυλίνδρου.
6. Βάλε μέσα στον κύλινδρο λίγο ρύζι.
7. Κλείσε και την άλλη πλευρά του κυλίνδρου με χαρτόνι και ταινία.
8. Κράτησε τον κύλινδρο όρθιο.
9. Γύρισέ τον αργά ανάποδα.
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.
Ονομασίες των ήχων
Στους ήχους δίνουμε διάφορες ονομασίες. Το τραγούδι των πουλιών το λέμε κελάηδισμα, τον ήχο των μουσικών οργάνων τον λέμε μουσική. Έτσι μπορούμε να περιγράφουμε τους ήχους, ακόμα και όταν δεν μπορούμε να τους ακούσουμε...
Νιώσε τον ήχο
Φούσκωσε ένα μπαλόνι και ακούμπησέ το στο στόμα σου. Ζήτησε από μία φίλη ή ένα φίλο σου να ακουμπάει το μπαλόνι, ενώ εσύ μιλάς. Αλλάξτε ρόλους και ξαναδοκιμάστε. Νιώθεις τις παλμικές κινήσεις;
Πώς διαδίδεται ο ήχος;
Όταν χτυπάμε το ταμπουρίνο, η μεμβράνη του αρχίζει να ταλαντώνεται, να πάλλεται. Αρχικά η μεμβράνη κινείται προς τα εμπρός. Τα μόρια του αέρα μπροστά από τη μεμβράνη δεν μπορούν να κινηθούν τόσο γρήγορα, ώστε να διαφύγουν γύρω της. Έτσι
δημιουργείται ένα πύκνωμα των μορίων του αέρα. Στη συνέχεια, λόγω της ταλάντωσης, η μεμβράνη κινείται απότομα προς τα πίσω. Τότε υπάρχει περίσσεια χώρου για τον αέρα μπροστά από τη μεμβράνη. Στο σημείο αυτό δημιουργείται ένα αραίωμα των μορίων του αέρα.
Η συνέχιση της ταλάντωσης δημιουργεί στον αέρα πυκνώματα και αραιώματα το ένα μετά το άλλο. Το πρώτο πύκνωμα του αέρα απομακρύνεται από τη μεμβράνη και ακολουθείται από ένα αραίωμα, ένα πύκνωμα, ένα αραίωμα... Τα πυκνώματα και τα αραιώματα των μορίων του αέρα απομακρύνονται από τη μεμβράνη δημιουργώντας ένα ηχητικό κύμα. Όταν χτυπάμε το ταμπουρίνο, μεταφέρεται ενέργεια από το χέρι μας στη μεμβράνη. Στη συνέχεια η ενέργεια μεταφέρεται στα μόρια του αέρα, καθώς δημιουργούνται πυκνώματα και αραιώματα. Η κινητική ενέργεια των μορίων, η ενέργεια του ηχητικού κύματος διαδίδεται σε όλες τις κατευθύνσεις. Το ηχητικό κύμα μεταφέρει, λοιπόν, ενέργεια.
Ηχητικά κύματα
Τηλέφωνο από δύο κουτιά γάλα...
Πάρε δύο μεταλλικά κουτιά από γάλα. Αφαίρεσε τη μία βάση τους. Αν δεν μπορείς να βρεις μεταλλικά κουτιά, μπορείς να χρησιμοποιήσεις και δύο πλαστικά ποτήρια. Άνοιξε στη βάση των κουτιών από μία τρύπα και πέρασε ένα κομμάτι σπάγκο. Για να μπορείς να τεντώσεις το σπάγκο, κάνε ένα χοντρό κόμπο σε κάθε άκρη του. Όταν μιλάς στο ένα κουτί, η βάση του ταλαντώνεται. Η ταλάντωση αυτή προκαλεί ηχητικό κύμα, που διαδίδεται μέσα από το σπάγγο.
Ο ήχος στο κενό
Αν βράσουμε λίγο νερό σε μία φιάλη, οι υδρατμοί που γεμίζουν το δοχείο εκτοπίζουν τον αέρα. Όταν οι υδρατμοί κρυώσουν, υγροποιούνται. Το στόμιο της φιάλης είναι κλειστό, οπότε δεν μπορεί να ξαναμπεί αέρας. Στη φιάλη δημιουργείται κενό. Αν ανακινήσουμε τη φιάλη, θα παρατηρήσουμε ότι,
παρότι το κουδουνάκι κινείται, δεν ακούγεται ήχος. Με το σχετικά απλό αυτό πείραμα μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι στο κενό δεν είναι δυνατή η διάδοση του ηχητικού κύματος.
Ο κοσμοναύτης Aleksei Leonov περιγράφει έναν περίπατο έξω από το διαστημόπλοιο: «Αυτό που με εντυπωσίασε ήταν η ησυχία. Τέτοια ησυχία δεν μπορεί να φανταστεί κανένας στη Γη. Μια ησυχία τόσο βαθιά
και τόσο απόλυτη, που μπορεί κανείς ν' ακούσει τους ήχους του σώματός του: τους χτύπους της καρδιάς και τους παλμούς των αρτηριών, ακόμη και τον ήχο που κάνουν οι μύες, καθώς συσπώνται». Tα ηχητικά κύματα
διαδίδονται στα στερεά, στα υγρά και στα αέρια. Τα πυκνώματα και τα αραιώματα δημιουργούνται στο στερεό ή υγρό σώμα, στο οποίο διαδίδεται το ηχητικό κύμα. Στο κενό δεν μπορούν να διαδοθούν τα ηχητικά κύματα, γιατί δεν υπάρχει ύλη, η οποία θα μπορούσε να συμπιέζεται και να αραιώνει.
Υλικό

ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΠΟΥ ΔΙΑΝΥΕΙ Ο ΗΧΟΣ

ΣΤΟ ΥΛΙΚΟ ΣΕ ΕΝΑ ΔΕΥΤΕΡΟΛΕΠΤΟ

αέρας
340 μέτρα
νερό
1480 μέτρα
ξύλο
3300 μέτρα
μάρμαρο
3800 μέτρα
ατσάλι
5100 μέτρα
γυαλί
5500 μέτρα
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.
Το ηχητικό κύμα «βλέπει» τα μωρά πριν από τους γονείς...
Ο υπερηχογράφος είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται συχνά στην ιατρική. Η λειτουργία του βασίζεται στην ανάκλαση του ηχητικού κύματος. Ο υπερηχογράφος εκπέμπει ήχους που εμείς δεν μπορούμε να ακούσουμε. Ο γιατρός μπορεί, με τη βοήθειά του, να διαπιστώσει αν, για παράδειγμα, η ανάπτυξη ενός εμβρύου είναι φυσιολογική. Τα κόκκαλα, οι μύες και τα εσωτερικά όργανα ανακλούν με διαφορετικό τρόπο τα ηχητικά κύματα. Αξιοποιώντας αυτό το φαινόμενο ο υπερηχογράφος εμφανίζει σε μία οθόνη την εικόνα του εμβρύου. Ο υπερηχογράφος δε χρησιμοποιείται μόνο για τον προγεννητικό έλεγχο αλλά και σε πολλές άλλες περιπτώσεις για τη διάγνωση διαφόρων παθήσεων.
Ηχητικά κύματα στην υπηρεσία της τεχνολογίας
Το φαινόμενο της ανάκλασης των ηχητικών κυμάτων αξιοποιείται και στην τεχνολογία. Μία ειδική συσκευή, το σόναρ, χρησιμοποιείται στα πλοία για τον υπολογισμό του βάθους της θάλασσας. Στα αλιευτικά πλοία με την ίδια συσκευή μπορούν να εντοπιστούν μεγάλα κοπάδια ψαριών. Ένα ηχείο, ο πομπός, εκπέμπει ηχητικά κύματα. Αυτά φτάνουν στον πυθμένα της θάλασσας και ανακλώνται. Στο πλοίο ο δέκτης συλλαμβάνει τα ηχητικά κύματα που ανακλώνται. Το σόναρ μετράει το χρόνο που πέρασε ανάμεσα στην εκπομπή και τη λήψη του ηχητικού κύματος και υπολογίζει το βάθος. Όσο πιο μικρό είναι το χρονικό διάστημα που μετρά, τόσο πιο μικρό είναι και το βάθος. θάλασσας και ανακλώνται.
Στο πλοίο ο δέκτης συλλαμβάνει τα ηχητικά κύματα που ανακλώνται. Το σόναρ μετράει το χρόνο που πέρασε
ανάμεσα στην εκπομπή και τη λήψη του ηχητικού κύματος και υπολογίζει το βάθος. Όσο πιο μικρό είναι το χρονικό διάστημα που μετρά, τόσο πιο μικρό είναι και το βάθος.
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.
Ηχομόνωση
Τι κοινό έχουν οι τοίχοι του κινηματογράφου με το καπό της μηχανής του αυτοκινήτου; Το είδος του υλικού επένδυσης! Παρατηρώντας τις εικόνες βλέπεις ότι και στις δύο περιπτώσεις έχουν χρησιμοποιηθεί μαλακά και πορώδη υλικά, που απορροφούν τον ήχο.
Έτσι εμποδίζεται η διάδοση ενοχλητικών ήχων και η ανεπιθύμητη ανάκλαση των ηχητικών κυμάτων.
Τα φυτά απορροφούν τους θορύβους…
Τους ήχους απορροφά και το φύλλωμα των φυτών. Τα δέντρα και οι θάμνοι στην πόλη συμβάλλουν σημαντικά στην καταπολέμηση της ηχορρύπανσης. Αν θέλουμε να περιορίσουμε τους θορύβους της πόλης, πρέπει να προστατεύουμε τα δάση που υπάρχουν γύρω από τα αστικά κέντρα και να φυτεύουμε στις πόλεις όσο το δυνατόν περισσότερα δέντρα.
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.
Ακουστικός πόρος
Μέσα από τον ακουστικό πόρο το ηχητικό κύμα «οοήνέίτσι» προς το τύμπανο.
Οστάρια
Το τύμπανο και τα οστάρια αποτελούν το μέσο αφτί. Τα τρία μικροσκοπικά οστάρια συνδέουν το τύμπανο με τον κοχλία. Η παλμική κίνηση που κάνει το τύμπανο αναγκάζει τα οστάρια σε κίνηση, που μεταδίδεται προς τον κοχλία.
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.
Ημικυκλικοί σωλήνες - αίθουσα
Οι ημικυκλικοί σωλήνες και η αίθουσα περιέχουν υγρό. Τα όργανα αυτά δεν έχουν σχέση με την ακοή αλλά με την αίσθηση της ισορροπίας.
Κοχλίας
Ο κοχλίας είναι ένας σπειροειδής σωλήνας μέσα στον οποίο υπάρχουν μικροσκοπικές τριχίτσες και ευαίσθητα νευρικά κύπαρα. Το ηχητικό ερέθισμα εδώ μετατρέπεται σε ηλεκτρικό παλμό.
Ακουστικό νεύρο
Το ακουστικό νεύρο συνδέει τα ευαίσθητα νευρικά κύπαρα, που βρίσκονται στον κοχλία, με τον εγκέφαλο. Μέσα από το ακουστικό νεύρο μεταφέρεται το ηχητικό ερέθισμα στον εγκέφαλο.
Ασυνήθιστα αφτιά
Η θέση του αφτιού δεν είναι η ίδια σε όλα τα ζώα. Τα σκουλήκια, παρόλο που δε διαθέτουν αφτιά, μπορούν να αισθάνονται με όλο τους το σώμα τις ταλαντώσεις που προκαλούν οι ήχοι στον αέρα ή στο έδαφος.
Οι βάτραχοι έχουν τα αφτιά δίπλα στα μάτια τους.
Οι ακρίδες έχουν τα αφτιά στη μέση του σώματός τους.
Στα τζιτζίκια τα αφτιά δεν βρίσκονται στο κεφάλι αλλά στην κοιλιά τους δίπλα από τις κοιλότητες, απ' όπου ακούγεται το τραγούδι τους.
Τα τριζόνια είναι ακόμη πιο... «πρωτότυπα»! Έχουν τα αφτιά στα γόνατα.
Οι κατσαρίδες δεν έχουν αφτιά. Χρησιμοποιώντας τις τρίχες που βρίσκονται πάνω στο σώμα τους μπορούν να αντιλαμβάνονται τα ηχητικά κύματα.
Καλημέρα! Μια λέξη που όλοι μας λέμε κάθε μέρα. Κάποιους συνανθρώπους μας, που δεν μπορούν να ακούσουν,
τους καλημερίζουμε με ένα διαφορετικό τρόπο. Οι κινήσεις των χεριών μάς βοηθούν να συνεννοηθούμε μαζί τους. Ο ήχος δεν είναι ο μοναδικός τρόπος επικοινωνίας!
Γιατί έχουμε δύο αφτιά;
Στην εικόνα βλέπεις ότι, όταν ο ήχος έρχεται από το πλάι, έχει να διανύσει μικρότερο δρόμο, για να φτάσει στο ένα αφτί απ' ό,τι για να φτάσει στο άλλο. Εδώ λοιπόν που η ηχητική πηγή βρίσκεται δεξιά από τον παρατηρητή, ο ήχος χρειάζεται λιγότερο χρόνο, για να φτάσει στο δεξί αφτί απ' όσο για να φτάσει στο αριστερό. Έτσι ο εγκέφαλος αντιλαμβάνεται την κατεύθυνση, από την οποία έρχεται ο ήχος.
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.
Παρατήρησε τον παραπάνω πίνακα. Όσο δυνατά και αν στριγγλίσουμε, όταν δούμε μια νυχτερίδα, αποκλείεται να την τρομάξουμε. Η ανθρώπινη φωνή μπορεί να φτάσει μέχρι τα 1100 Hz, ενώ η νυχτερίδα δεν ακούει ήχους κάτω από τα 2000 Hz. Άρα, αποκλείεται να μας ακούσει η νυχτερίδα...
Υγιεινές συνήθειες
Όταν καθαρίζουμε τα αφτιά μας, πρέπει να είμαστε πολύ προσεχτικοί, για να μην τραυματίσουμε το τύμπανο. Με τη χρήση της μπατονέτας, τις περισσότερες φορές δεν απομακρύνουμε τις βρομιές παρά τις σπρώχνουμε προς τα μέσα φράσσοντας τον ακουστικό πόρο. Γι' αυτό και οι γιατροί συνιστούν να τις χρησιμοποιούμε μόνο, για να καθαρίσουμε τα εξωτερικά μέρη του αφτιού.
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.
Ηχοπροστασία
Η προστασία από τους ενοχλητικούς θορύβους, η ηχοπροστασία , είναι σημαντικός παράγοντας για την ποιότητα της καθημερινής μας ζωής. Ο καθορισμός ωρών
«κοινής ησυχίας», η απαγόρευση της χρήσης κόρνας στις κατοικημένες περιοχές, η κατασκευή ηχομονωτικών τοίχων στους πολύβοους δρόμους είναι μερικά μόνο από τα μέτρα ηχοπροστασίας που η πολιτεία εφαρμόζει για την αντιμετώπιση της ηχορρύπανσης. Το καλύτερο είναι να προσπαθούμε να μη δημιουργούνται δυνατοί, ενοχλητικοί ήχοι. Επειδή αυτό δεν είναι πάντα δυνατό, αντιμετωπίζουμε τους ενοχλητικούς ήχους με την ηχομόνωση.

Γλωσσάρι...

 

Ηχητική πηγή ονομάζουμε κάθε σώμα που παράγει ήχο.
• Τα ηχητικά κύματα, με τα οποία διαδίδεται o ήχος μεταφέρουν ενέργεια.
Ανάκλαση του ήχου ονομάζουμε την αλλαγή κατεύθυνσης των ηχητικών κυμάτων, όταν αυτά συναντούν λείες και σκληρές επιφάνειες.
Ηχώ ονομάζουμε το φαινόμενο της επανάληψης του ήχου εξαιτίας της ανάκλασης.
• Το αφτί είναι το όργανο ακοής του ανθρώπου. Αποτελείται από το εξωτερικό, το μέσο και το εσωτερικό αφτί.
Ηχορρύπανση ονομάζουμε το πρόβλημα της έντονης ενόχλησης από τους θορύβους.
Ηχοπροστασία ονομάζουμε την προστασία από τους ενοχλητικούς ήχους.

Με μια ματιά...


• Ο ήχος οφείλεται στην ταλάντωση μιας ηχητικής πηγής.
• Ο ήχος διαδίδεται στα στερεά, στα υγρά και στα αέρια, ενώ δε διαδίδεται στο κενό.
• Η διάδοση του ήχου γίνεται με το ηχητικό κύμα.
• Η ταχύτητα διάδοσης του ήχου στον αέρα είναι 340 μέτρα σ' ένα δευτερόλεπτο. Στα υγρά η ταχύτητα διάδοσης είναι μεγαλύτερη, ενώ στα στερεά είναι ακόμα πιο μεγάλη.
• Στις λείες επιφάνειες το ηχητικό κύμα ανακλάται, ενώ από τις τραχιές και πορώδεις απορροφάται.
• Το πτερύγιο του αφτιού συλλέγει τα ηχητικά κύματα, τα οποία στη συνέχεια φτάνουν στο τύμπανο και το αναγκάζουν να ταλαντωθεί. Η ταλάντωση μεταδίδεται σε ορισμένα νευρικά κύτταρα, τα οποία διεγείρονται. Το ακουστικό νεύρο συνδέει τα κύτταρα αυτά με τον εγκέφαλο.
• Η συνεχής παραμονή μας σε περιβάλλον με έντονους θορύβους είναι επικίνδυνη για την υγεία μας.

ΕικόναΕικόναΕικόνα Εικόνα Εικόνα