AlegsaOnline.com

Ljud | orsakas av ljudvågor

Författare: Leandro Alegsa

25-11-2022

Sound kan också betyda en vattenmassa, som en vik eller en kanal.

Ljud orsakas av ljudvågor. Det kan höras när det går genom ett medium till örat. Alla ljud orsakas av molekylers vibrationer. När en person till exempel slår på en trumma eller en cymbal vibrerar föremålet. Dessa vibrationer får luftmolekylerna att röra sig. Ljudvågorna rör sig bort från platsen där de kom ifrån. När de vibrerande luftmolekylerna når våra öron vibrerar trumhinnan också. Öronbenen vibrerar på samma sätt som det föremål som startade ljudvågen vibrerade.

Det finns tre olika medier. De är fasta ämnen, vätskor och gas. Ljudet färdas snabbast genom fasta ämnen eftersom partiklarna i ett fast ämne ligger närmare varandra än i en gas eller vätska.

Dessa vibrationer gör att du kan höra olika saker. Även musik är vibrationer. Oregelbundna vibrationer är buller. Människor kan skapa mycket komplexa ljud. Vi använder dem för att tala.

Ljudvågor är longitudinella vågor med två delar: kompression och försvagning. Kompression är den del av ljudvågorna där luftmolekylerna trycks (komprimeras) ihop. Rarefaction är den del av vågorna där molekylerna befinner sig långt ifrån varandra. Ljudvågor är en sekvens av kompression och rarefaction.

Vakuum

Eftersom ljud är en vibration av ett medium kan det inte passera genom ett vakuum. Ett vakuum är en plats där det inte finns något medium, till exempel i rymden. Ordet kommer från det latinska adjektivet vacuus för "tomt" eller "tomt".

Ljudets hastighet

Ljudvågor kan färdas genom fasta ämnen, vätskor och gaser. Ju tjockare mediet är, desto snabbare går de, men de kan inte färdas genom ett vakuum (en plats utan något i den). Det är därför astronauter inte kan prata med varandra i rymden: de behöver en radio för att höra varandra. Ljud kan färdas snabbare genom vatten än genom luft, och ännu snabbare i fasta material som sten, järn och stål. Vid rumstemperatur och normalt atmosfärstryck färdas ljudet med 344 m/s (1134 fot/s), 761 miles per timme). Eftersom temperaturen och trycket förändras med höjden i atmosfären varierar också hastigheten.

Tonhöjd och intensitet

Tonhöjd är ljudets höjd eller lågmäldhet. Tonhöjd är det sätt på vilket människor hör olika frekvenser. Frekvensen bestäms av antalet vibrationer per sekund. Den högsta tangenten på ett piano vibrerar till exempel 4 000 gånger per sekund. Den har en frekvens på 4 000 hertz (Hz) eller 4 kilohertz (kHz). Lägre tangenter har lägre frekvenser. En ton som är en oktav högre än en annan ton har dubbelt så hög frekvens som den tonen.

Ljudets intensitet är hur mycket ljudenergi som går igenom en kvadratmeter på en sekund. Ljudvågor med högre amplitud (större vibrationer) har högre intensitet. Ljudets intensitet är högre närmare ljudkällan. Längre bort är det mindre intensivt. Den omvända kvadratlagen visar hur ljudintensiteten blir mindre ju längre bort från källan. "Invers kvadrat" säger att när avståndet multipliceras med ett tal, delas ljudintensiteten med talet i kvadrat (talet gånger sig självt). Dubbelt avstånd innebär alltså en fjärdedel av intensiteten.

Ljudintensiteten kan vara mycket olika. De kan variera från 0,0000000000000001, som knappt hörs, till 1 W/m² (smärtsamt högljudd). Decibelskalan gör det lättare att arbeta med ljudintensitetssiffror. En intensitet på 0,0000000000000001 W/m² är 0 dB (decibel). Det är en exponentiell skala, så när decibelsiffran ökar med 10 är intensiteten tio gånger så hög. En intensitet på 1 W/m² är alltså 120 dB.

Ljudstyrka är hur människor uppfattar ljudets intensitet. Ljudstyrkan beror på ljudintensitet, ljudfrekvens och personens hörsel.

Hört och inte sett

Hörbart ljud har frekvenser mellan 20 Hz och 20 kHz. Människor kan höra hörbart ljud. Ljudvågor med frekvenser över 20 kHz kallas ultraljudsvågor. Ljudvågor med frekvenser under 20 Hz kallas infra-ljudvågor. Människor kan inte höra ultraljudsvågor och infrasoundvågor, men vissa djur, som fladdermöss och delfiner, använder dem. Äldre människor har ett ännu mindre hörselområde. Människor är bäst på att höra ljud mellan 1000 Hz och 6000 Hz.

Dopplereffekten

När en ljudkälla rör sig mot någon verkar frekvensen öka. Samma sak händer när någon rör sig mot ljudkällan. Frekvensen verkar minska när någon rör sig bort från en ljudkälla. Den verkar också minska när ljudkällan rör sig bort från någon. Detta kallas dopplereffekten.

Frågor och svar

F: Vad är ljud?

S: Ljud är en typ av våg som skapas av molekylers vibrationer. Det kan höras när det går genom ett medium till örat.

F: Hur skapas ljud?

S: Ljud skapas genom vibrationer av molekyler. När någon till exempel slår på en trumma eller cymbal vibrerar föremålet och får luftmolekylerna att röra sig, vilket skapar ljudvågor.

F: Vilka är de tre olika medierna som ljudet färdas genom?

S: De tre olika medierna som ljudet rör sig genom är fasta ämnen, vätskor och gaser.

F: Vad orsakar ljudvågor?

S: Ljudvågor orsakas av vibrationer hos molekyler i luften. När ett föremål vibrerar får det luftmolekyler att röra sig, vilket sedan skapar ljudvågor.

F: Hur hör vi ljud?

S: Vi hör ljud när de vibrerande luftmolekylerna når våra öron och får trumhinnan att vibrera på samma sätt som det föremål som startade ljudvågen ursprungligen gjorde.

F: Är alla ljud regelbundna vibrationer?

S: Nej, alla ljud är inte regelbundna vibrationer. Oregelbundna vibrationer utgör buller medan människor kan skapa mycket komplexa ljud för tal.

F: Vad är kompression och sällsynthet när det gäller ljudvågor?

S: Kompression är en del av en ljudvåg där luftmolekylerna pressas ihop, medan sällsynthet är en del av en våg där luftmolekylerna befinner sig långt ifrån varandra - dessa två delar skapar en sekvens som kallas ljudvåg.