|
ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 8:10 μ.μ. | | | Best Blogger Tips

ΗΧΟΣ

ΗΧΟΣ
ΗΧΟΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Όπως γνωρίζουμε,καθετί που γίνεται αντιληπτό με το αισθητήριο όργανο της ακοής,δηλαδή το αυτί,το ονομάζουμε ήχο.Ο ήχος είναι η αίσθηση που προκαλείται λόγω της διέγερσης των αισθητηρίων οργάνων της ακοής από μεταβολές πίεσης του ατμοσφαιρικού αέρα.Αυτές οι μεταβολές διαδίδονται με τη μορφή ηχητικών κυμάτων.
Οι πρωτόγονοι άνθρωποι παρήγαν ήχους όχι μόνο με το στόμα τους αλλά και με τα τύμπανα,τα κρόταλα και τις σφυρίχτρες
 Ο ήχος και η μουσική αποτελούν σημαντικά στοιχεία της ανθρώπινης εμπειρίας.Οι πρωτόγονοι άνθρωποι παρήγαν ήχους όχι μόνο με το στόμα τους αλλά και με τα τύμπανα,τα κρόταλα και τις σφυρίχτρες.Τα έγχορδα όργανα έχουν ιστορία τουλάχιστον 3.000 ετών.
Ήχους πολύ μεγάλης συχνότητας,τους οποίους οι άνθρωποι δεν αντιλαμβάνονται,εκπέμπουν οι νυχτερίδες όταν κυνηγούν έντομα
 Τα έμβια όντα χρησιμοποιούν τους ήχους για να συλλέξουν πληροφορίες που αφορούν το περιβάλλον τους και για να επικοινωνήσουν μεταξύ τους.Ορισμένα ζώα,για να γνωρίσουν το περιβάλλον τους και να επιβιώσουν,χρησιμοποιούν ήχους πολύ μεγάλης συχνότητας (υπέρηχους) τους οποίους οι άνθρωποι δεν αντιλαμβάνονται.Τέτοιους ήχους για παράδειγμα εκπέμπουν οι νυχτερίδες όταν κυνηγούν έντομα.Αυτά τα ηχητικά κύματα ανακλώμενα στο έντομο βοηθούν τη νυχτερίδα να διαπιστώσει το μέγεθός του,τη θέση του,την απόστασή του και τη σχετική ταχύτητά του .
Τα δελφίνια εκπέμπουν υπερήχους υπό μορφή σφυριγμάτων  
 Με παρόμοιο τρόπο καταφέρνουν να διακρίνουν τα έντομα από τη βλάστηση όταν κυνηγούν στα δάση.Τα δελφίνια εκπέμπουν υπερήχους υπό μορφή σφυριγμάτων.Τα ανακλώμενα ηχητικά κύματα παρέχουν στο δελφίνι πληροφορίες για το περιβάλλον του σε αποστάσεις μεγαλύτερες απ' ότι του επιτρέπει η όρασή του μέσα στο νερό.

ΗΧΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ
ΗΧΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Θα εξετάσουμε τώρα τι συμβαίνει στον αέρα,όταν πάλλεται ένα διαπασών και ακούμε τον ήχο που παράγεται.Όταν το σκέλος ενός διαπασών κινείται προς τα δεξιά,συμπιέζει τον αέρα που είναι κοντά του,με αποτέλεσμα να σχηματιστεί ένα πύκνωμα μορίων.Στην περιοχή του πυκνώματος η πίεση είναι μεγαλύτερη από πριν.Τα μόρια του πυκνώματος αυτού ωθούν στη συνέχεια τα γειτονικά μόρια,οπότε μετατοπίζεται το πύκνωμα στα γειτονικά μόρια.Διαπιστώνουμε λοιπόν ότι το αρχικό πύκνωμα των μορίων,δηλαδή η αρχική διαταραχή,διαδίδεται μέσα στον αέρα.
Όταν το σκέλος ενός διαπασών κινείται προς τα δεξιά,συμπιέζει τον αέρα που είναι κοντά του,με αποτέλεσμα να σχηματιστεί ένα πύκνωμα μορίων
 Άρα όταν ένα σώμα ταλαντώνεται στον αέρα,αλληλεπιδρά με τα μόρια του και προκαλεί την κίνησή τους.Τα μόρια πλησιάζουν ή απομακρύνονται μεταξύ τους,με αποτέλεσμα να δημιουργούνται πυκνώματα και αραιώματα και η πίεση του αέρα να μεταβάλλεται περιοδικά γύρω από μια μέση τιμή.

ΗΧΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

 Από αυτό συμπεραίνουμε ότι σχηματίζονται κύματα ελαστικότητας μέσα στον αέρα που περιβάλει το διαπασών.Τα κύματα αυτά είναι διαμήκη,γιατί τα μόρια του αέρα πάλλονται κατά την διεύθυνση που διαδίδεται η διαταραχή και σχηματίζονται πυκνώματα και αραιώματα.Τα κύματα αυτά λέγονται ηχητικά.Όταν τα ηχητικά κύματα φθάσουν στο αυτί μας και το ερεθίσουν λέμε ότι ακούμε κάποιο ήχο.
 Άρα:
 Ηχητικά κύματα(ήχος) ονομάζονται τα κύματα ελαστικότητας που έχουν κατάλληλη συχνότητα,ώστε, ερεθίζοντας το αυτί,να δημιουργούν διάφορα ακουστικά αισθήματα.
Ηχητικά κύματα(ήχος) ονομάζονται τα κύματα ελαστικότητας που έχουν κατάλληλη συχνότητα,ώστε, ερεθίζοντας το αυτί,να δημιουργούν διάφορα ακουστικά αισθήματα
 Είναι δηλαδή τα µηχανικά κύµατα που παράγονται από ταλαντούµενα σώµατα εντός ελαστικού µέσου µε συχνότητα που καθίσταται αντιληπτή από το ανθρώπινο αυτί.
 Μέσω των αλληλεπιδράσεων των μορίων μεταφέρεται ενέργεια από μόριο σε μόριο και τελικά ενέργεια από το σώμα που ταλαντώνεται διαδίδεται στο χώρο.


Ηχητικά κύματα του αέρα είναι διαμήκη κύματα
 Επειδή τα μόρια του αέρα κινούνται κατά τη διεύθυνση διάδοσης του κύματος,τα ηχητικά κύματα του αέρα είναι διαμήκη κύματα.Τα ηχητικά κύματα που διαδίδονται μόνο στα ρευστά,δηλαδή στα υγρά και στα αέρια,είναι μόνο διαμήκη,ενώ τα ηχητικά κύματα που διαδίδονται στα στερεά είναι διαμήκη ή εγκάρσια.
Όταν ηχητικά κύματα που η συχνότητά τους είναι μεγαλύτερη από 20 Ηz και μικρότερη από 20.000 Ηz φθάνουν στο ανθρώπινο αφτί προκαλούν το αίσθημα της ακοής
 Τα όρια συχνοτήτων που γίνονται αντιληπτά είναι από 20 Hz έως 20.000 Hz.Όταν ηχητικά κύματα που η συχνότητά τους είναι μεγαλύτερη από 20 Ηz και μικρότερη από 20.000 Ηz φθάσουν στο ανθρώπινο αφτί προκαλούν το αίσθημα της ακοής και ονομάζονται απλώς ήχος.Κύματα με συχνότητα μικρότερη των 20 Ηz ονομάζονται υπόηχοι,ενώ με συχνότητα μεγαλύτερη των 20.000 Ηz ονομάζονται υπέρηχοι.

ΥΠΟΗΧΟΙ

 Υπόηχος ονομάζεται  κάθε ήχος του οποίου η συχνότητα είναι χαμηλότερη από το κατώτατο όριο συχνοτήτων που μπορούν να γίνουν αντιληπτές από την ανθρώπινη ακοή,δηλαδή έχουν συχνότητα μικρότερη από 20 Ηz.
 Οι υπόηχοι χρησιμοποιούνται στη σεισμολογία για την παρακολούθηση των σεισμών.Οι υπόηχοι μπορούν να διαδοθούν σε μεγάλες αποστάσεις, ειδικά μέσα σε στερεά ή υγρά μέσα και να παρακάμψουν εμπόδια χωρίς σημαντική εξασθένιση.
Η περιστρεφόμενη δίνη στους τυφώνες δημιουργεί υποηχητικά κύματα  
 Οι επιστήμονες κατά σύμπτωση ανακάλυψαν ότι η περιστρεφόμενη δίνη στους τυφώνες και τους σίφωνες δημιουργεί υποηχητικά κύματα.Όταν η δίνη είναι μεγάλη,οι συχνότητες είναι χαμηλότερες.Τα κύματα αυτά μπορούν να εντοπιστούν σε αποστάσεις έως και 160 χιλιομέτρων και έτσι να προειδοποιήσουν για την ύπαρξη κάποιου τυφώνα ή σίφωνα.
Κατά τη διάρκεια του Σεισμού στην Ινδονησία και του τσουνάμι που ακολούθησε το 2004,τα ζώα απομακρύνθηκαν από τις ακτές πολύ πριν το τσουνάμι φτάσει σε αυτές
 Τα ζώα είναι γνωστό ότι αντιλαμβάνονται τους υπόηχους που μεταδίδονται μέσα στη γη ή στο νερό και υποστηρίζεται ότι αυτή τους η ικανότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προειδοποίηση για φυσικές καταστροφές που γεννούν υπόηχους.Κατά τη διάρκεια του Σεισμού στην Ινδονησία και του τσουνάμι που ακολούθησε το 2004,παρατηρήθηκε ότι τα ζώα απομακρύνθηκαν από τις ακτές πολύ πριν το τσουνάμι φτάσει σε αυτές.Από άλλους όμως ερευνητές υποστηρίζεται ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα προειδοποίησαν τα ζώα και όχι οι υπόηχοι.
 Επίσης έχει διαπιστωθεί ότι οι υπόηχοι προκαλούν αισθήματα δέους ή φόβου στους ανθρώπους.

ΥΠΕΡΗΧΟΙ

 Υπέρηχος ονομάζεται ο ήχος που έχει συχνότητα μεγαλύτερη από 20000 Ηz .
Οι υπέρηχοι έχουν σήμερα πολλές εφαρμογές κυρίως στην Ιατρική  
 Οι υπέρηχοι έχουν σήμερα πολλές εφαρμογές στη βιομηχανία,στην Ιατρική,στη Χημεία,στη Βιολογία κ.λπ.Στη βιομηχανία η παραγωγή υπέρηχων χρησιμεύουν για το τρύπημα διάφορων μεταλλικών αντικειμένων.Στην ιατρική χρησιμοποιούνται για την καταστροφή ορισμένων κυτταρικών όγκων που γίνεται με ειδικές συσκευές.

ΗΧΗΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ

 Ηχητικές πηγές ονομάζονται τα σώµατα τα οποία όταν ταλαντώνονται παράγουν ήχους.
Ηχητική πηγή
 Παραδείγματα ηχητικών πηγών είναι ένα διαπασών,µια τεντωµένη χορδή βιολιού,µια µεταλλική πλάκα,µια µεµβράνη µεγαφώνου ή ακουστικού τηλεφώνου,µια αέρια µάζα σε ταλάντωση στο εσωτερικό ενός σωλήνα κ.α.Όταν διαδίδονται στον αέρα µεταβάλλεται η πίεση του ατµοσφαιρικού αέρα. 

ΗΧΗΤΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ
ΗΧΗΤΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ
 Τα ηχητικά κύματα έχουν τα ίδια τα κοινά χαρακτηριστικά με τα μηχανικά κύματα δηλαδή πλάτος,συχνότητα,μήκος κύματος και ταχύτητα διάδοσης.
α) Συχνότητα του ήχου ονομάζεται η συχνότητα της παλμικής κινήσεως της ηχητικής πηγής(π.χ. του διαπασών).
 Η συχνότητα του ήχου φανερώνει τον αριθμό των πυκνωμάτων ή των αραιωμάτων που παράγονται από την ηχητική πηγή σε μία χρονική μονάδα (1 sec).
β) Περίοδος του ήχου ονομάζεται η περίοδος της παλμικής κινήσεως της ηχητικής πηγής.
γ) Μήκος κύματος του ήχου ονομάζεται η απόσταση στην οποία φθάνει η διαταραχή(πύκνωμα ή αραίωμα) σε χρόνο ίσο προς την περίοδο του ήχου.
 Το μήκος κύματος είναι ίσο με την απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών πυκνωμάτων (περιοχών μεγίστης πίεσης) ή αραιωμάτων (περιοχών ελάχιστης πίεσης). 
δ) Ταχύτητα του ήχου ονομάζεται η ταχύτητα με την οποία διαδίδονται τα ηχητικά κύματα σε ένα μέσο.


ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ
ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Ταχύτητα του ήχου ονομάζεται η ταχύτητα με την οποία διαδίδονται τα ηχητικά κύματα σε ένα μέσο.
Ταχύτητα του ήχου ονομάζεται η ταχύτητα με την οποία διαδίδονται τα ηχητικά κύματα σε ένα μέσο
 Η ταχύτητα διάδοσης των ηχητικών κυμάτων εξαρτάται από το υλικό μέσο,στο οποίο διαδίδεται ο ήχος.Αποδεικνύεται  ότι η ταχύτητα διάδοσης των ηχητικών κυμάτων είναι μεγαλύτερη στα στερεά από ότι στα υγρά και στα υγρά μεγαλύτερη απ’ ότι στα αέρια.

ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΗΧΟ

 Για τα ηχητικά κύματα όπως και για τα άλλα είδη κυμάτων η σχέση που συνδέει τη ταχύτητα διάδοσης υ,το μήκος κύματος λ (απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών πυκνωμάτων ή αραιωμάτων) και τη συχνότητα f είναι:

                                                                              υ=λ·f

όπου:
υ η ταχύτητα διάδοσης του ήχου,
λ το μήκος κύματος του ήχου,

f η συχνότητα του ήχου.
Η ταχύτητα διάδοσης των ηχητικών κυμάτων εξαρτάται από την ελαστικότητα και τη πυκνότητα του μέσου στο οποίο διαδίδονται
 Αυτή η εξίσωση ονομάζεται θεμελιώδης νόμος της κυματικής για τον ήχο.

ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΤΟΥ ΗΧΟΥ

 Η ταχύτητα διάδοσης των ηχητικών κυμάτων εξαρτάται από την ελαστικότητα και τη πυκνότητα του μέσου στο οποίο διαδίδονται.Γι' αυτό και ταχύτητα διάδοσης του ήχου είναι μεγαλύτερη στα στερεά από ότι στα υγρά ενώ στα αέρια είναι μικρότερη σε σχέση με τα υγρά.
Η ταχύτητα του ήχου σε ατμοσφαιρικό ξηρό αέρα στους 20 °C είναι 343 m/s (1235 km/h)
 Η ταχύτητα του ήχου σε ατμοσφαιρικό ξηρό αέρα στους 20 °C είναι:

                                                                               υηχ=343 m/s (1235 km/h)

 Γενικά δεν είναι σταθερή,αλλά εξαρτάται από τις καταστατικές μεταβλητές του συστήματος,δηλαδή από την πίεση και την θερμοκρασία.Η ταχύτητα τους αυξάνεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του μέσου μέσα στο οποίο διαδίδονται,όχι όμως ανάλογα.

Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου

 Η ταχύτητα διάδοσης των ηχητικών κυμάτων σε ένα αέριο εξαρτάται:
α) από τη θερμοκρασία,
β) από την υγρασία και
γ) από την ατμοσφαιρική πίεση.
 Ο παρακάτω πίνακας μας δείχνει την ταχύτητα διάδοσης του ήχου σε διαφορετικά υλικά:
Η ΤΑΧYΤΗΤΑ ΤΟY ΗΧΟY ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΑ YΛΙΚΑ ΣΕ m/s
Αέρια
Αέρας (20 oC)344
Ήλιο (20 oC)999
Yδρογόνο (20 oC)1.330
Υγρά
Yγρό ήλιο (269 oC)211
Yδράργυρος (20 oC)1.451
Νερό (0 oC)1.402
Νερό (20 oC)1.482
Νερό (100 oC)1.543
Στερεά
Κόκαλο3.445
Ορείχαλκος3.480
Γυαλί pyrex5.170
Χάλυβας

Αλουμίνιο

Σίδηρος

Μάρμαρο

Ξύλο
5.790

5.000

5.120

3.810

3.850

ΔΙΑΔΟΣΗ ΗΧΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ
ΔΙΑΔΟΣΗ ΗΧΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ
 Όπως είδαμε ανάμεσα στην ηχητική πηγή που είναι το διαπασών και στο αυτί μας υπάρχει αέρας.Επειδή ακούμε τον ήχο του διαπασών,συμπεραίνουμε ότι ο ήχος διαδίδεται στον αέρα.
 Όταν βάλουμε το κεφάλι μας μέσα στη θάλασσα και χτυπήσουμε μέσα στο νερό δύο πέτρες που κρατάμε στα χέρια μας,ακούμε τον ήχο του χτυπήματος.Όταν βυθίσουμε το κεφάλι μας στο νερό της θάλασσας ακούμε τον ήχο της μηχανής κάθε βάρκας που κινείται προς το μέρος μας.Από αυτά συμπεραίνουμε ότι ο ήχος διαδίδεται στο νερό.
Επειδή ακούμε τον ήχο του διαπασών,συμπεραίνουμε ότι ο ήχος διαδίδεται στον αέρα.
  Τοποθετούμε ένα ρολόι στο άκρο ενός ξύλινου τραπεζιού.Εφαρμόζουμε το αυτί μας στο άλλο άκρο του τραπεζιού και ακούμε καθαρά τους χτύπους του ρολογιού.Από αυτά καταλαβαίνουμε ότι ο ήχος διαδίδεται στο ξύλο.Οι ινδιάνοι άκουγαν από πολύ μεγάλη απόσταση τον ήχο που δημιουργούσε η μηχανή του τρένου,όταν φέρνανε το αυτί τους σε επαφή με τις γραμμές.Άρα συμπεραίνουμε ότι ο ήχος διαδίδεται στα στερεά.
Τοποθετούμε ένα ρολόι στο άκρο ενός ξύλινου τραπεζιού και εφαρμόζουμε το αυτί μας στο άλλο άκρο του τραπεζιού και ακούμε καθαρά τους χτύπους του ρολογιού
 Τοποθετούμε κάτω από τον κώδωνα αεραντλίας ένα ηλεκτρικό κουδούνι που λειτουργεί.Όταν ο κώδωνας περιέχει αέρα,ακούμε τον ήχο του κουδουνιού.Όταν όμως αφαιρέσουμε τον αέρα από τον κώδωνα,δεν ακούμε ήχο,αν και το πλήκτρο του κουδουνιού συνεχίζει να χτυπάει το τύμπανο.Από αυτό συμπεραίνουμε ότι ο ήχος δεν διαδίδεται στο κενό.
 Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι:
 Ο ήχος διαδίδεται μόνο στα υλικά μέσα,δηλαδή στα στερεά,στα υγρά και στα αέρια,ενώ δεν διαδίδεται στο κενό.
 Δεν διαδίδονται στο κενό γιατί εκεί δεν υπάρχουν μόρια για να αλληλεπιδράσουν ώστε να μεταφερθεί η μηχανική ενέργεια του ηχητικού κύματος. 
Όταν αφαιρέσουμε τον αέρα από τον κώδωνα,δεν ακούμε ήχο,αν και το πλήκτρο του κουδουνιού συνεχίζει να χτυπάει το τύμπανο
 Για τη μετάδοση των ηχητικών κυμάτων είναι απαραίτητη η ύπαρξη κάποιου υλικού μέσου μεταξύ πομπού και δέκτη.Το μέσο μπορεί να βρίσκεται σε οποιαδήποτε κατάσταση ύλης(στερεό,υγρό και αέριο),καθώς ο ήχος δεν διαδίδεται στο απόλυτο κενό.Όταν,εξαιτίας κάποιου ερεθίσματος,δημιουργηθεί μια μορφή διατάραξης στο υλικό μέσο,τότε τα μετατοπισμένα μόρια ύλης ασκούν δυνάμεις στα γειτονικά μόρια,αναγκάζοντάς τα να έλθουν εκτός θέσης ισορροπίας.Με αυτό τον τρόπο η διατάραξη ταξιδεύει στο μέσο και γι'αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διάδοση.
 Ιδιαίτερη σημασία για μας έχει η διάδοση του ήχου στον αέρα,γιατί ζούμε μέσα στην ατμόσφαιρα.

ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ

ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Τα ηχητικά κύματα παρουσιάζουν τις γενικές ιδιότητες των άλλων κυμάτων.Έτσι αντανακλώνται από αντικείμενα όπως είναι οι τοίχοι ενός δωματίου.
 Ηχώ ονομάζεται το ακουστικό φαινόμενο της επανάληψης ενός ήχου που οφείλεται στην ανάκλαση ενός ηχητικού κύματος.
Ηχώ ονομάζεται το ακουστικό φαινόμενο της επανάληψης ενός ήχου που οφείλεται στην ανάκλαση ενός ηχητικού κύματος
 Στην καθημερινότητα η ηχώ λέγεται και αντίλαλος.
 Με λίγα λόγια η ηχώ είναι η ικανότητα των ηχητικών κυμάτων να ανακλώνται όταν προσκρούσουν σε ορισμένους τύπους επιφανειών.Aκόμα και η λειτουργία του καθρέφτη,υπό κάποια έννοια,βασίζεται σ’ ένα ανάλογο φαινόμενο.Το φως προσκρούει στην επαργυρωμένη επιφάνεια που υπάρχει πίσω από το γυαλί και επιστρέφει στα μάτια αυτού που κοιτά τον καθρέφτη.
Με λίγα λόγια η ηχώ είναι η ικανότητα των ηχητικών κυμάτων να ανακλώνται όταν προσκρούσουν σε ορισμένους τύπους επιφανειών
 Η ηχώ είναι ένα κύμα,το οποίο αντανακλάται από μια ασυνέχεια στο ίδιο το μέσο μετάδοσης και επιστρέφει με επαρκές μέγεθος και καθυστέρηση.Ο απόηχος αντανακλώνται από τοίχους ή σκληρές επιφάνειες,όπως βουνά και φράχτες.
Όταν τα κύματα συναντούν ένα εμπόδιο,ένα μέρος τους απορροφάται κι ένα μέρος τους ανακλάται
 Aκόμα κι αν περιοριστούμε μόνο στην ανάκλαση του ήχου,διαπιστώνουμε ότι η τεχνολογία έχει αξιοποιήσει με ποικίλους τρόπους το φαινόμενο της ηχούς,όπως στα υπερηχογραφήματα και στις συσκευές σόναρ.

ΕΞΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΗΧΟΥΣ

 Το αισθητήριο όργανο ακοής του ανθρώπου μπορεί να διακρίνει σε χρόνο ενός δευτερολέπτου 10 διαδοχικούς επάλληλους ήχους.Έχοντας υπόψη ότι η ταχύτητα του ήχου στο 1/10 του δευτερολέπτου είναι 34 μέτρα,συνάγεται ότι,όταν το εμπόδιο βρίσκεται σε απόσταση τουλάχιστον 17 μ. τότε το αυτί αντιλαμβάνεται τόσο τον απευθείας ήχο όσο και τον εξ ανακλάσεως ο οποίος και λέγεται ηχώ.Όταν αυτή η απόσταση (των 17 μ.) είναι διπλάσια (34 μ),ή τριπλάσια (51 μ) τότε συλλαμβάνεται δισύλλαβος ή τρισύλλαβος ηχώ αντίστοιχα.
 Αντίθετα όταν η απόσταση είναι μικρότερη των 17 μ. τότε ο απευθείας ήχος συγχέεται με τον εξ ανακλάσεως με συνέπεια να λαμβάνεται αυτός ενισχυμένος οπότε και γίνεται λόγος για αντήχηση.
Έτσι,δεδομένου ότι η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 343 m/s σε κανονική θερμοκρασία δωματίου περίπου 25 ° C,αντανακλώντας το αντικείμενο πρέπει να είναι πάνω από 17,15 μ. από την πηγή του ήχου στη θερμοκρασία αυτή για μια ηχώ να ακουστεί από ένα άτομο η πηγή
 Όταν ασχολούμαστε με την ακουστική συχνότητα,το ανθρώπινο αυτί δεν μπορεί να διακρίνει μια ηχώ από τον αρχικό ήχο,εάν η καθυστέρηση είναι μικρότερη από 1/10 του δευτερολέπτου.Έτσι,δεδομένου ότι η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 343 m/s σε κανονική θερμοκρασία δωματίου περίπου 25 ° C,αντανακλώντας το αντικείμενο πρέπει να είναι πάνω από 17,15 μ. από την πηγή του ήχου στη θερμοκρασία αυτή για μια ηχώ να ακουστεί από ένα άτομο η πηγή.Ο ήχος ταξιδεύει περίπου 343 m/s (1100 ft/s).Εάν ένας ήχος παράγει ηχώ σε 2 δευτερόλεπτα,το αντικείμενο που παράγει η ηχώ θα είναι η μισή απόσταση (ο ήχος παίρνει μισή ώρα να φτάσει στο αντικείμενο και το ήμισυ του χρόνου να επιστρέψει).Η απόσταση ενός αντικειμένου με ένα 2-δεύτερο επιστροφή ηχώ θα ήταν 1 δευτερόλεπτο Χ343 μέτρα/s ή 343 μέτρα (1100 πόδια).Στις περισσότερες περιπτώσεις με την ανθρώπινη ακοή,απόηχοι είναι περίπου μισό δευτερόλεπτο ή περίπου το μισό αυτής της απόστασης,από ήχους αυξάνεται πιο αμυδρά με την απόσταση.
Η ηχώ  είναι ένα κύμα,το οποίο αντανακλάται από μια ασυνέχεια στο ίδιο το μέσο μετάδοσης και επιστρέφει με επαρκές μέγεθος και καθυστέρηση
 Ο ήχος,όπως και το φως,αποτελείται από κύματα.Για την ακρίβεια,αποτελείται από κρουστικά κύματα που διαδίδονται στον αέρα με ταχύτητα περίπου 343 μέτρων το δευτερόλεπτο.Όταν αυτά τα κύματα συναντούν ένα εμπόδιο,ένα μέρος τους απορροφάται κι ένα μέρος τους ανακλάται.H μέγιστη απορρόφηση επιτυγχάνεται με τα ηχομονωτικά υλικά,ενώ η ελάχιστη παρουσιάζεται με τις σκληρές και λείες επιφάνειες,όπως αυτές των πετρωμάτων,τα οποία έχουν την τάση να ανακλούν τον ήχο.
 Όπως εξηγεί ο Αμερικανός Oυίλιαμ Tζ. Γκάλοουεϊ,ειδικός στην ακουστική μηχανική,"η ηχώ ακούγεται ως ξεχωριστός ήχος μόνο αν η καθυστέρηση του ανακλώμενου κύματος είναι μεγαλύτερη από το ένα εικοστό του δευτερολέπτου,όσος δηλαδή είναι ο χρόνος που χρειάζεται ο ήχος για να καλύψει μια απόσταση 17 μέτρων περίπου.Aν η καθυστέρηση είναι μικρότερη,τότε μιλάμε για αντίλαλο,όπως συμβαίνει μέσα σ’ ένα γυμνό δωμάτιο χωρίς έπιπλα και κουρτίνες". 

ΠΟΛΛΑΠΛΗ ΗΧΩ

 Η ηχώ ονομάζεται  πολλαπλή όταν ο ήχος επαναλαμβάνεται πολλές φορές φθίνουσας έντασης,γεγονός που οφείλεται σε πολλαπλές ανακλάσεις από εμπόδια που βρίσκονται σε διάφορες αποστάσεις,από τον ακροατή του φαινομένου.


Μία από τις εφαρμογές της ανάκλασης του ήχου είναι η συσκευή σόναρ 
 Ο χρόνος που χρειάζεται ώστε ο ήχος να επιστρέψει στο σημείο όπου βρίσκεται η πηγή του κύματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της απόστασης ανάμεσα στην πηγή και τον ανακλαστήρα.Η τεχνολογία έχει αξιοποιήσει με ποικίλους τρόπους το φαινόμενο της ηχούς,όπως στα υπερηχογραφήματα,στις συσκευές σόναρ,στη κατασκευή ηχοπετασμάτων στις εθνικές οδούς,στις αυλές ορισμένων σχολικών κτιρίων κ.α..

ΗΧΩ ΚΑΙ ΑΡΧΑΙΑ ΕΛΛΑΔΑ

 Oι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν πολύ καλά ότι ένα πυκνό ακροατήριο,τοποθετημένο αμφιθεατρικά,βελτιώνει σημαντικά την ακουστική του χώρου.
Περίφημο για τη μοναδική ακουστική του είναι το αρχαίο θέατρο της Επιδαύρου
 Γιατί το πλήθος απορροφά τους ήχους σχεδόν το ίδιο αποτελεσματικά με τα πιο εξελιγμένα ηχοαπορροφητικά υλικά.Περίφημο για τη μοναδική ακουστική του είναι το αρχαίο θέατρο της Επιδαύρου.
Στα θέατρα των αρχαίων Eλλήνων οι κερκίδες αντανακλούν η μία μετά την άλλη τον ήχο της φωνής και ο ήχος επιστρέφει στους ηθοποιούς με μια καθυστέρηση ανάλογη της απόστασης
 Τα θέατρα των αρχαίων Eλλήνων έχουν ένα ακόμα χαρακτηριστικό.Οι κερκίδες αντανακλούν η μία μετά την άλλη τον ήχο της φωνής και ο ήχος επιστρέφει στους ηθοποιούς με μια καθυστέρηση ανάλογη της απόστασης.Έτσι,o ανακλώμενος ήχος εξαρτάται κυρίως από το ύψος των κερκίδων και λιγότερο από τη φωνή του ηθοποιού.

ΗΧΩ ΚΑΙ ΣΟΝΑΡ

 Tα δελφίνια και οι φάλαινες χρησιμοποιούν επίσης υπερήχους για να εντοπίζουν αντικείμενα κάτω από το νερό.Για παράδειγμα,ένα δελφίνι καταφέρνει να "βλέπει" ένα μπαλάκι του γκολφ σε απόσταση εβδομήντα μέτρων. 
Tο δελφίνι χρησιμοποιεί υπερήχους για να εντοπίζουν αντικείμενα κάτω από το νερό
 Eμπνεόμενοι απ’ αυτά τα ζώα,οι άνθρωποι κατασκεύασαν τα σόναρ (συντομογραφία του αγγλικού sound navigation and ranging).Αρχικά χρησιμοποιήθηκαν για τον εντοπισμό εχθρικών υποβρυχίων στη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου πολέμου.
Sound navigation and ranging  
 Όμως,σε κάθε περίπτωση αυτά τα εργαλεία είναι λιγότερο αποτελεσματικά από τα φυσικά σόναρ των δελφινιών:το 1991,κατά τη διάρκεια του πολέμου στον Kόλπο,οι συμμαχικές δυνάμεις αναγκάστηκαν ν’ αποκλείσουν τη δυνατότητα μιας θαλάσσιας εισβολής στο Kουβέιτ εξαιτίας της αδυναμίας τους να εντοπίσουν με ακρίβεια τις νάρκες.
Ένας ιδιαίτερος τύπος σόναρ είναι το "ηχοβολιστικό",το οποίο χρησιμοποιείται στα πλοία για να υπολογίζουν το βάθος της θάλασσας
 Ένας ιδιαίτερος τύπος σόναρ είναι το "ηχοβολιστικό",το οποίο χρησιμοποιείται στα πλοία για να υπολογίζουν το βάθος της θάλασσας.Kι όταν το βάθος είναι κατά πολύ μικρότερο από το προβλεπόμενο;Aυτό μπορεί να σημαίνει είτε ότι το πλοίο είναι εκτός πορείας είτε ότι εκεί γύρω υπάρχει ένα κοπάδι ψάρια.Γι’ αυτό και το όργανο χρησιμοποιείται κι από ψαράδες.

ΗΧΩ ΚΑΙ ΙΑΤΡΙΚΗ

 Οι τεχνικές λήψης εικόνων με τη βοήθεια ηχητικών κυμάτων εφαρμόζονται και στο ανθρώπινο σώμα για τον έλεγχο της καλής λειτουργίας οργάνων,όπως η καρδιά,ο εγκέφαλος και η μήτρα.H βασική αρχή λειτουργίας τους είναι η εξής:Μια πηγή που εκπέμπει υπερήχους τοποθετείται στο δέρμα του εξεταζομένου,οι ώσεις διαδίδονται μέσα στο σώμα και ανακλώνται από τις ζώνες που έχουν διαφορετική πυκνότητα ή σκληρότητα.
Οι τεχνικές λήψης εικόνων με τη βοήθεια ηχητικών κυμάτων εφαρμόζονται και στο ανθρώπινο σώμα για τον έλεγχο της καλής λειτουργίας οργάνων,όπως η καρδιά,ο εγκέφαλος και η μήτρα
 Τα οστά,για παράδειγμα,ανακλούν καλύτερα από άλλους ιστούς,ενώ το αίμα που κινείται μεταβάλλει αμυδρά τη συχνότητα του ανακλώμενου ηχητικού κύματος,φαινόμενο γνωστό ως "φαινόμενο Ντόπλερ".Το όργανο συλλαμβάνει αυτές τις διαφορές και με τη βοήθεια ενός υπολογιστή ανασυγκροτεί την εσωτερική ανατομία του σώματος.

ΗΧΩ ΚΑΙ ΕΚΚΛΗΣΙΑ

 Σε ορισμένες εκκλησίες ο αντίλαλος είναι επίτηδες μεγαλύτερος από το κανονικό,γιατί πίστευαν ότι αυτό προσδίδει μεγαλύτερο βάθος και χρώμα στον ήχο.
Ο καθεδρικός ναός του Aγίου Δημητρίου στο Μυστρά  
 Aυτό γίνεται ιδιαίτερα αισθητό στον καθεδρικό ναό του Aγίου Δημητρίου στο Μυστρά ή στον καθεδρικό ναό του Aγίου Παύλου στο Λονδίνο.

ΣΕΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΗΧΟΥΣ

 Tα κύματα διαδίδονται πολύ καλά και στο υπέδαφος.Mε τη μορφή σεισμικών κυμάτων μπορούν να ταξιδεύουν εκατοντάδες χιλιόμετρα,προκαλώντας σεισμικά ρήγματα,μερικές φορές και ηχοσεισμούς.H ηχώ σ’ αυτή την περίπτωση προέρχεται από την πρόσκρουση σε εξαιρετικά σκληρά στρώματα βράχων.
Tα κύματα με τη μορφή σεισμικών κυμάτων μπορούν να ταξιδεύουν εκατοντάδες χιλιόμετρα,προκαλώντας σεισμικά ρήγματα
 Kάτι τέτοιο συνέβη το 1985 στο Mεξικό και το 1998 στο Kόμπε της Iαπωνίας.Όπως εξηγεί ο Kοτζίρο Iρικούρα,καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Kιότο,"τα κύματα της ηχούς κινούνται μεν πιο αργά,αλλά μπορεί να έχουν την ίδια ένταση με τα κύματα που τα προκάλεσαν".Ίσως οι ηχοσεισμοί να αποτελούν την πιο καταστρεπτική εκδήλωση της ανάκλασης ηχητικών κυμάτων.

ΗΧΩ ΚΑΙ ΤΟ ΤΡΑΓΟΥΔΙ ΕΝΟΣ ΠΟΥΛΙΟΥ

 Oι Ινδιάνοι Mάγια εφάρμοσαν αυτό το τέχνασμα επιτυγχάνοντας ένα πιο εντυπωσιακό αποτέλεσμα.Mπροστά στην πυραμίδα του Kουκουλκάν,οι ξεναγοί εντυπωσιάζουν τους τουρίστες χτυπώντας απλώς δύο πέτρες. 
Η πυραμίδα του Kukulcan βρίσκεται στον αρχαιολογικό χώρο του Chichen-Itza βόρεια της χερσονήσου Γιουκατάν στο Μεξικό,χτίστηκε από τους Μάγιας περίπου στο 800 μ.Χ. και έχει ύψος 25 μέτρα.Το μνημείο αυτό ήτανε το πέτρινο ημερολόγιο των Μάγιας,που αργότερα ονομάστηκε «το κάστρο» (El Castillo).Επίσης έχει ανακηρυχθεί Μνημείο Παγκόσμιας Πολιτιστικής Κληρονομιάς από την UNESCO το 1988
 Σύμφωνα με κάποιους θρύλους,η  ηχώ που επιστρέφει,ένα "εε-οοο" που αργοσβήνει,αναπαράγει το κλάμα ενός ζώου ή τον σπαραγμό των θυσιαζόμενων.O Αμερικανός Nτέιβιντ Λούμπμαν,σύμβουλος ακουστικής στην Καλιφόρνια,ανακάλυψε ότι αυτή η ηχώ αναπαράγει το κελάηδημα ενός ιερού πουλιού των Mάγια,του "κουετζάλ".
To ιερό  πουλί των Mάγια,το "κουετζάλ"  
 Eπειδή στο πάνω μέρος της πυραμίδας το ύψος των σκαλοπατιών είναι μεγαλύτερο,η συχνότητα της ηχούς είναι μικρότερη,εξ ου και το "εε-οοο" που σβήνει.Mια δοκιμή αρκεί για να σας πείσει.

ΗΧΩ ΝΥΜΦΗ

 Η Ηχώ  ήταν ορεσίβια Νύμφη στην ελληνική μυθολογία,που οι Μούσες την δίδαξαν άσμα,αυλό και σύριγμα.Έτσι έμεινε γνωστή για τη μελωδική φωνή της.
 Ως μουσικός,κατά μία παράδοση,συναγωνίζονταν τον Πάνα που,είτε αυτός από καλλιτεχνική αντιζηλία,είτε διότι η Ηχώ περιφρόνησε τον έρωτά του προτιμώντας αντί αυτού ένα σάτυρο (αν και αναφέρεται ως κόρη της Ηχούς και του Πάνα η ομηρική Ίαμβη ή η Βαυβώ των Ορφικών),ενέβαλε μανία στους ποιμένες οι οποίοι την κατακερμάτισαν και σκόρπισαν τα λείψανά της.Όμως η στοργική Γη συνέλεξε τα τεμάχια της Ηχούς και τα έθαβε όπου τα έβρισκε.Αυτά όμως παρέμειναν αναλλοίωτα διατηρώντας τις μουσικές ικανότητες της Ηχούς ώστε να επαναλαμβάνουν,ασθενέστερα,ότι ήχους ακούσουν.
Η Ηχώ  ήταν ορεσίβια Νύμφη στην ελληνική μυθολογία,που οι Μούσες την δίδαξαν άσμα,αυλό και σύριγμα
 Κατ΄ άλλη παράδοση η Ηχώ,σε μια περιπλάνησή της στα δάση,είδε και ερωτεύτηκε το Νάρκισσο.Προσπάθησε να τον σαγηνέψει με την ομορφιά της,αλλά εκείνος ήταν απορροφημένος από τη δική του ομορφιά.Χρησιμοποίησε τότε τη φωνή της,χωρίς όμως κανένα αποτέλεσμα.Αυτή η απόρριψη είχε ως αποτέλεσμα η νύμφη να πέσει σε βαθιά θλίψη,να κρύβεται στα δάση και η φυσική της υπόσταση να εξαφανιστεί σιγά σιγά έτσι ώστε να μείνει μόνο η φωνή της,που κι αυτή ακόμα ακούγεται ως επανάληψη λέξεων άλλων.Έτσι όταν οι θεοί από οίκτο τη μεταμόρφωσαν σε βράχο,διατήρησε την ιδιότητα της επανάληψης των τελευταίων συλλαβών της όποιας φωνής έφθανε σ΄ αυτόν.
 Κατά τον Οβίδιο η Ηχώ είχε αναλάβει να βοηθάει τον Δία κατά τις ερωτοτροπίες του με τις Νύμφες απασχολώντας την Ήρα με την ακατάσχετη αλλά ευχάριστη φλυαρία της.Όταν όμως η Ήρα αντελήφθη το στρατήγημα της Ηχούς,της αφαίρεσε τη λαλιά αφήνοντας τόσο λίγη που να μπορεί μόνο να επαναλαμβάνει τις τελευταίες συλλαβές των όσων ακούει.
H Ηχώ,σε μια περιπλάνησή της στα δάση,είδε και ερωτεύτηκε το Νάρκισσο
 Και οι τρεις παραπάνω μύθοι επιβεβαιώνουν την πρώιμη επιστημονική παρατήρηση των ανθρώπων επί των φυσικών φαινομένων,που τα περιέβαλαν με αγάπη και σεβασμό αποδίδοντάς τους αλληγορικές ανθρωπόμορφες ιδιότητες ανάγοντας έτσι ολόκληρη την Ελληνική Μυθολογία σε θαυμαστό σύνολο πρώιμων επιστημών.

 Ο αστεροειδής 60 Ηχώ (60 Echo),που ανακαλύφθηκε το 1860,πήρε το όνομά του από τη νύμφη αυτή.




Παρακαλώ αναρτήστε:

author

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ τμήμα ΦΥΣΙΚΗΣ τομέαs ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ μέλοs τηs ΕΝΩΣΗΣ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Αποκτήστε δωρεάν ενημερώσεις!!!

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ------------ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π.------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ------------ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 ------------ Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 ------------ Email : sterpellis@gmail.com

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π. ------------------------------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 Email : sterpellis@gmail.com