Ταλαντώσεις Ήχου
19
Τι είναι ήχος; Γνωρίζουµε πως το ανθѳρώπινο αυτί είναι ικανό να αντιληφθѳεί ελάχιστες διαταραχές της ατµοσφαιρικής πίεσης, σε µία εξωτερική του µεµβράνη η οποία καλείται τύµπανο. Όταν ακούµε δηλαδή κάποιον ήχο, στην ουσία η µεµβράνη αυτή πάλλεται. Η παλµική αυτή κίνηση, µε τη σειρά της, µέσω ενός εξαιρετικά ακριβή µηχανισµού ενεργοποιεί συγκεκριµένες οµάδες ακουστικών νεύρων οι οποίες τελικά στέλνουν σήµατα στον ανθѳρώπινο εγκέφαλο. Έτσι, από µία αρχική διαταραχή του αέρα καταλήγουµε στην αντίληψѱη του ήχου. Αρχικά λοιπόν, προκειµένου να παραχθѳεί κάποιος ήχος χρειάζεται κάτι να προκαλέσει µία διαταραχή στα µόρια του αέρα ή γενικότερα ενός οποιουδήποτε µέσου – αέριου, υγρού ή στερεού, η οποία τελικά θѳα µεταβιβαστεί στο τύµπανο του ανθѳρώπινου αυτιού. Αυτό που θѳα προκαλέσει την αρχική διαταραχή στο µέσο διάδοσης καλείται ηχητική πηγή. Η ηχητική αυτή πηγή µπορεί για παράδειγµα να είναι η ανθѳρώπινη φωνή, η µεµβράνη ενός κρουστού, ή τα αυτοκίνητα που κινούνται σε έναν αυτοκινητόδροµο. Έτσι, όταν µιλάµε ή τραγουδάµε οι φωνητικές χορδές πάλλονται, προκαλώντας µία διαταραχή στα µόρια του αέρα. Όταν κτυπάµε τη µεµβράνη ενός κρουστού αυτή µετατοπίζεται προκαλώντας αντίστοιχη µετατόπιση στα µόρια του αέρα, ενώ ανάλογο αποτέλεσµα επιφέρουν και οι κραδασµοί µιας µηχανής σε λειτουργία. Για να γίνει πιο κατανοητή αυτή η λειτουργία µπορούµε να φανταστούµε µία ιδανική κατάσταση, όπου τα µόρια του αέρα βρίσκονται ακίνητα, δηλαδή σε κατάσταση ισορροπίας:
Εικ.1.1. Κατάσταση ισορροπίας.
Ας φανταστούµε επίσης µία σηµειακή ηχητική πηγή η οποία βρίσκεται σε κάποιο σηµείο του χώρου, για παράδειγµα ανάµεσα στα d και e. Όταν αυτή αρχίσει να πάλλεται αυτοµάτως ασκείται µία µηχανική πίεση η οποία έχει σαν επακόλουθѳο τη µετατόπιση αρχικά των µορίων d και e. Καθѳώς αυτά µετατοπίζονται από τη θѳέση ισορροπίας τους θѳα ασκήσουν πίεση στα αµέσως γειτονικά τους µόρια, µεταφέροντας έτσι την αρχική διαταραχή σε αυτά. Ταυτόχρονα τα µόρια d και e τείνουν να επανέλθѳουν στην αρχική τους θѳέση, καταλήγοντας έτσι σε διαρκείς ταλαντώσεις γύρω από την αρχική θѳέση ισορροπίας τους:
Εικ.1.2. Δ∆ιαταραχή στην πίεση του αέρα ανάµεσα στα σηµεία d και e, µε επακόλουθѳο τη µετατόπισή τους από την αρχική θѳέση ισορροπίας τους.