5. Άνθρωπος και ήχος – το αφτί μας

Δημοσιεύθηκε από τον/την
Πώς αντιλαμβανόμαστε τους ήχους;
Η ακοή μαζί με την όραση είναι οι σπουδαιότερες αισθήσεις μας (οι άλλες είναι η αφή, η γεύση και η όσφρηση). Το όργανο της ακοής είναι το αυτί μας. Όσοι άνθρωποι έχουν προβλήματα ακοής, τα ξεπερνούν σε μεγάλο βαθμό χρησιμοποιώντας ειδικά ακουστικά.
Πώς λειτουργεί το αυτί
Το πτερύγιο του αυτιού μας, με το σχήμα που έχει, συγκεντρώνει τους ήχους (τα ηχητικά κύματα) από το περιβάλλον και μέσω ενός σωλήνα που ξεκινά από την εξωτερική πλευρά του αυτιού μας, του έξω ακουστικού πόρου, τους στέλνει προς το τύμπανο.

Οι φάσεις της ακοής :

1. Το έξω αυτί συλλέγει τα ηχητικά κύματα και τα οδηγεί στον ακουστικό πόρο.

2. Ο ακουστικός πόρος μεταφέρει τα ηχητικά κύματα στην τυμπανική μεμβράνη, δονώντας την.

3. Τα οστάρια στο μέσο αυτί (σφύρα, άκμονας και αναβολέας) ανιχνεύουν αυτές τις δονήσεις και παράλληλα τις  ενισχύουν, κατευθύνοντας τις δονήσεις αυτές προς το έσω αυτί.

4. Οι δονήσεις περνούν στον κοχλία, θέτοντας το υγρό του κοχλία σε κίνηση. Αυτό προκαλεί το μετασχηματισμό των ηχητικών κυμάτων σε ηλεκτρικά σήματα, από τα ειδικά τριχωτά κύτταρα που βρίσκονται μέσα στον κοχλία, το βασικό αισθητήριο όργανο της ακοής.

5. Το ακουστικό νεύρο, έπειτα, μεταδίδει αυτούς τους ηλεκτρικούς παλμούς στον εγκέφαλο, όπου τους αντιλαμβάνεται σαν ήχους.

Οι ημικυκλικοί σωλήνες και η αίθουσα περιέχουν υγρό. Τα όργανα αυτά δεν έχουν σχέση με την ακοή αλλά με την αίσθηση της ισορροπίας.

3. Ανάκλαση του ήχου

Δημοσιεύθηκε από τον/την
Το ξέρατε ότι η Ηχώ ήταν μία νύμφη στην Ελληνική Μυθολογία; Παρακολουθούμε το παρακάτω βίντεο:

Ο Ben είναι ένα τυφλό αγόρι που έχασε την όρασή του σε ηλικία τριών ετών από ασθένεια. Πρακαλουθούμε την  ταινία για να δούμε πώς ο Ben χρησιμοποιεί τον ηχοεντοπισμό για να κινείται:

Πώς τα δελφίνια χρησιμοποιούν τον ηχοεντοπισμό για να πλοηγηθούν στις βαθιές θάλασσες και να εντοπίσουν την τροφή τους; Παρακολουθούμε το βίντεο που ακολουθεί και βλέπουμε αυτό που ανακάλυψε ο ωκεανογράφος Ζακ Υβ Κουστώ το 1953:

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.
Πειραματισμός
Επιλέγουμε το σύνδεσμο που ακολουθεί: (Επιλέγουμε την καρτέλα Translations και κατεβάζουμε το αρχείο με την ελληνική μετάφραση. Με διπλό κλικ γίνεται η εκκίνηση της εφαρμογής).

Παρατηρήστε και  πειραματιστείτε με την ανάκλαση του ηχητικού κύματος τόσο χειροκίνητα (manual) όσο και σε λειτουργία παλμού (pulse). Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων αλλάξτε από normal (κανονική) σε slow motion (αργή κίνηση) για να παρατηρήσετε την επιστροφή της ανάκλασης.

4. Απορρόφηση του ήχου

Δημοσιεύθηκε από τον/την

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.

2. Διάδοση του ήχου

Δημοσιεύθηκε από τον/την
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.

 

1. Πώς παράγεται ο ήχος

Δημοσιεύθηκε από τον/την

Ήχο στην καθημερινή μας ζωή ονομάζουμε ό,τι αντιλαμβανόμαστε με την αίσθηση της ακοής.

Ήχος παράγεται όταν μια ηχητική πηγή (σώμα που παράγει ήχο) πάλλεται, δηλαδή ταλαντώνεται.

Η μουσική, η ανθρώπινη φωνή, το κελάηδισμα ενός πουλιού, το βούισμα ενός κουνουπιού, ο θόρυβος μιας μηχανής είναι ήχοι.
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
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.
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.