ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 3:38 μ.μ. | | | | | Best Blogger Tips

ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ

|
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.




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