Η μουσική, η ανθρώπινη φωνή, το κελάηδισμα ενός πουλιού, το βούισμα ενός κουνουπιού, ο θόρυβος μιας μηχανής είναι ήχοι.
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.
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.
Ας ανακαλύψουμε λοιπόν τον ήχο.
Ένας μεγάλος συνθέτης
Ο Λούντβιχ βαν Μπετόβεν (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, είτε διαβάζοντας τις νότες στην παρτιτούρα είτε χρησιμόπποιόντας κάποιες από τις ιδιότητες και χαρακτηριστικά του ήχου.
Παρακολουθώντας το βίντεο που ακολουθεί (από ταινία για την ζωή αυτού του μεγάλου συνθέτη) ας προσπαθήσουμε να σκεφτούμε και να απαντήσουμε:
- Αντιλαμβάνεται ο μουσικοσυνθέτης τι παίζει;
- Με ποιον τρόπο (αφού δεν ακούει) προσπαθεί να αντιληφθεί τον ήχο;
- Γιατί ο μουσικοσυνθέτης πριν ξεκινήσει να παίζει το μουσικό κομμάτι χτυπά με δύναμη τα πλήκτρα του πιάνου;
Τι είναι όμως ο ήχος
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.
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.
Συμπέρασμα
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.
Πως διαδίδεται ο ήχος
1o - Παραγωγή ήχου μέσω της ταλάντωσης
3o - Παραγωγή ήχου μέσω της ταλάντωσης
2o - Παραγωγή ήχου μέσω της ταλάντωσης
4o - Παραγωγή ήχου μέσω της ταλάντωσης
Προσομοίωση ηχητικά κύματα
Βίντεο Ηχητικά κύματα
Ηχητικά κύματα
Πυκνώματα και αραιώματα
Συμπέρασμα
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.
Διάδοση του ήχου – στο κενό & στον αέρα
Ο ήχος άραγε μεταδίδεται στο κενό ή όχι; Ας το ανακαλύψουμε με την βοήθεια των δύο δραστηριότήτων
1η δραστηριότητα
2η δραστηριότητα
Ταχύτητα μετάδοσης του ήχου μέσα από υλικά σώματα, 1η
Ταχύτητα μετάδοσης του ήχου μέσα από υλικά σώματα, 2η
Από το Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης του ΑΠΘ πρόγραμμα Atlas
Δείτε την ταχύτητα του ήχου (των ηχητικών κυμάτων) μέσα από μερικά γνωστά υλικά σώματα. Δηλαδή πόσα μέτρα το δευτερόλεπτο διανύουν τα ηχητικά κύματα, όταν περνάνε μέσα από:
Εκτός από τα διαφορετικά σώματα, ο ήχος έχει διαφορετική ταχύτητα ακόμα και στο ίδιο σώμα, αν αυτό έχει διαφορετική θερμοκρασία.
Συμπέρασμα
Ο ήχος διαδίδεται στα στερεά, στα υγρά και στα αέρια. Δε διαδίδεται στο κενό. Ο ήχος για να μεταδοθεί χρειάζεται πάντα ένα υλικό μέσο.
Η ταχύτητα διάδοσης των ηχητικών κυμάτων εξαρτάται από την ελαστικότητα και τη πυκνότητα του μέσου στο οποίο διαδίδονται.
Γι' αυτό και η ταχύτητα διάδοσης του ήχου είναι μεγαλύτερη στα στερεά από ότι στα υγρά ενώ στα αέρια είναι μικρότερη σε σχέση με τα υγρά.
Όταν τα ηχητικά κύματα συναντήσουν στην πορεία τους μια λεία και σκληρή επιφάνεια, αλλάζουν κατεύθυνση. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ανάκλαση του ήχου. Όσο πιο λεία και στιλπνή είναι η επιφάνεια, τόσο πιο έντονο είναι το φαινόμενο της ανάκλασης.