האדם ניחן בנדיבות בטבע כדי להתקיים בנוחות וללמוד על העולם הסובב אותו. הוא מסוגל לראות צבעים עזים, לשמוע צלילים שונים, לתפוס ריחות וליהנות מטעם האוכל. אחד מאיברי החישה המורכבים ביותר הוא איבר השמיעה, שבזכותו אדם מתקשר ומקבל את רוב המידע.
אדם חי בעולם קבוע של צלילים, שבזכותו הוא מקבל מקור מידע הכרחי על העולם הסובב אותו. שאגת גלישת הים ורעש הרוח, ציוץ הציפורים, שיחות האנשים ונהמת בעלי החיים, קולות הרעם הם מקורות קול בטבע המסייעים לאדם להסתגל לסביבה.
איך שומעים?
אם אתה מסתכל לתוך האוזן האנושית, אתה יכול לראות קרום שנקרא קרום התוף. הוא נמתח לאורך המנהרה המובילה לתוך האוזן. רעידות אוויר ממקור קול פוגעות בעור התוף, וגורמות לו לרטוט גם כן. מאחורי עור התוף יש חלל גרמי מלאשלוש עצמות זזות הנקראות malleus, סדן וסטל, שנקראים כך בגלל צורתן. עצמות אלו קולטות רעידות מעור התוף ומתחילות להתנודד.
עמוק יותר באוזן נמצאת תעלה מלאה בנוזל באורך של כ-3 ס מ הנקראת שבלול. רעידות מעצמות שנעות יוצרות גלים בנוזל, כמו גלים באוקיינוס. כמו אצות מתחת למים, אלפי תאי שיער מתגלים דרך הנוזל. תאים אלו חשובים ביסודו לשמיעה. התנודות העוברות דרכם דוחפות דחפים חשמליים העוברים דרך עצב השמיעה אל המוח. המוח, בתורו, מתרגם את האותות החשמליים הללו למוזיקה, לקולות או לציוץ או לציוץ של ציפורים.
מאיפה מגיע הצליל?
מה מקור הצליל? כל גוף פיזי או תופעה המתנדנדת בתדר קול, שכן גלים הבוקעים ממנו עולים בסביבה. בני אדם משמיעים צלילים באמצעות מיתרי הקול שלהם. אם אתה מניח את הידיים שלך לגרון במהלך שיחה, אתה יכול להרגיש את הרטט. כמעט תמיד ניתן לזהות מקורות קול. גלי קול הם כמו גלים בשדה חיטה ביום סוער. מולקולות האוויר מתנגשות זו בזו ומתרחקות, והגל העובר באוויר הוא רק כיווץ והתרחבות קצבית של זרימת מולקולות האוויר – מעין רטט. אבל חומרים אחרים נושאים גם גלי קול, כמו עץ, שהוא גם מקור לקול. אם אתה צועק מצד אחד סגורדלת עץ, מיתרי הקול של האדם הצורח ירטטו תחילה, מה שבתורו יגרום לאוויר לרטוט. האוויר גורם לעץ של הדלת לרטוט, ואז הרטט מועבר מהדלת לאוויר והלאה, אל העומד בצד השני של הדלת. במערה, קירות לא סופגים או משדרים צלילים כמו שדלתות עושות. הם מושכים אותם בחזרה כמו מראה של אור. כמה עמקים באירופה ידועים בהדים שלהם. לדוגמה, ניתן לחזור על צליל אחד מקרן ציד 100 פעמים עד שהוא מפסיק לבסוף.
מקורות טבעיים
זמזום של דבורה או זבוב, חריקת יתוש, מיתרי הקול של בני אדם ובעלי חיים נחשבים למקורות צליל טבעיים. אם מציבים צדף גדול לאוזן, אפשר לשמוע רעש רחוק, המזכיר את שאגת הגלישה, לא בכדי, חוזרים מהים, רבים מביאים הביתה פגז עם זיכרון חי של הים. עד כמה שהרעיון הזה נראה אטרקטיבי, לרעש שנשמע אין שום קשר לים. במקום זאת, האוזן שומעת הדים מרובים של כל הקולות מחוץ לקליפה. מקורות הקול הטבעיים כוללים רשרוש עלים ושירת ציפורים, רחש מעיין, רעם בזמן סופת רעמים, ציוץ חגבים וחריקת שלג מתחת לרגליים - ספירת המקורות הטבעיים של גלי קול היא אינסופית.
מנגנון גלי קול
הדים הם גלי קול שמנתרים משטח חלק ומגיעים לאוזן. לדוגמה, אם אתה צועק במערה, אתה יכולשבריר שנייה לאחר מכן לשמוע את קולך קופץ מקירות המערה וחוזר. כך עובד קונכיית הים. הדוגמאות הטובות ביותר למקורות קול יהיו אלה כיורים שיש להם הרבה חדרים ריקים. הם כמו חדרים בבית ריק. הקירות ליד הכיור חלקים, מה שאומר שצלילים ליד הכיור, אפילו השקטים ביותר, חוזרים על עצמם בחדרים. כל הד - מאנשים מדברים, מוזיקה או צלילים טבעיים - הופך לשאגה. אפשר להוסיף לו גם את פעימות הלב, שנקלטות ומכות בכיור. האפקט היפהפה של הדים רבים נשמע בצליל הגלישה.
המרת סאונד
לא משנה כמה חזק אדם יצעק, אחרי 100-200 מטר אף אחד לא ישמע אותו, חוץ מזה שהוא יצעק בטלפון. המילה "טלפון" מתורגמת מיוונית כ"צליל מרוחק". במהלך שיחת טלפון, גלי קול מומרים לזרם חשמלי. במהלך הקבלה מתרחש תהליך הפוך. זרם כזה יכול להתגבר על כל מרחק, ולהתפשט באוויר כמו גלי קול. מיקרופון מובנה במכשיר, המגיב לרעידות אוויר המתרחשות במהלך שיחה. המיקרופון ממיר את הרעידות הללו לזרם חילופין. הוא מתפשט לאורך חוטי קו הטלפון ומגיע אל המנוי בקצה השני של הקו. אבל, מכיוון שאדם אינו מרגיש תנודות זרם חילופין, יש צורך להפוך אותן לתנודות קול שניתן לשמוע. פונקציה זו מבוצעת על ידי רמקול קטן המובנה במכשיר. גלים חשמליים משפיעים על השדה המגנטי,משנה את כוחו. זה גורם לממברנה לרטוט, ומייצר גלי קול המזוהים כקול המתקשר.
אילו גלים אדם שומע?
רק גלים שיכולים להישמע על ידי בני אדם נקראים גלי קול.
סאונד הוא גלים מכניים בטווח מסוים שניתן להבחין בהם על ידי אדם. מחקרים מראים כי איברי השמיעה האנושיים קולטים גלים בטווח שבין 16 הרץ ל-20,000 הרץ. בנוסף אליהם, ישנם גלים שתדירותם נמוכה מ-16 הרץ (אינפרסאונד) ומעל 20,000 הרץ (אולטרסאונד). אבל הם אינם בטווח השמיעה ואינם מורגשים על ידי אדם.
התמונה מציגה את טווח השמיעה האנושי.
אינפרסאונד אולטרסאונד קול
|_|_|_
0 16–20 20000 Hz
ניתן להבחין בתדרים אחרים על ידי בעלי חיים או חרקים בודדים, כולל דגים, פרפרים, כלבים וחתולים, עטלפים, דולפינים.
איך לזהות את מקור הקול? מקורות הם כל מיני גופים שיוצרים רעידות עם תדר קול (מ-16 עד 20000 הרץ)
מקורות מלאכותיים
כל מה שנוצר על ידי האדם, ולא על ידי הטבע, ניתן לייחס למקורות קול מלאכותיים, דוגמאות: מזלג כוונון, פעמון, חשמלית, רדיו, מחשב. אתה יכול להתנסות כיצד נוצר גל קול. עבור הניסוי, אתה צריך סרגל מתכת מהודק במלחצים. אם תפעלו על הסרגל, תוכלו להבחין ברטט, אך לא יישמע צליל. אבל באותו זמן, גל מכני נוצר ליד הסרגל.טווח הרטט של הסרגל הוא מתחת לתדר השמע, כך שהאדם לא שומע את הצליל. בהתבסס על ניסיון זה, הומצא בסוף המאה ה-19 מכשיר שנקרא כוונון מזלג.
צליל מופק רק כאשר גוף רוטט בתדר צליל. הגלים הולכים לכיוונים שונים. חייב להיות מדיום בין האוזן למקור הקול. זה יכול להיות גז, נוזל, משטח מוצק, אבל זה בהחלט חייב להיות חלקיקים שמעבירים גלים. העברת רעידות הקול מתבצעת רק במקום שיש סביבה כזו. אם אין חומר, לא יהיה צליל.
התנאים הנדרשים כדי לקבל צליל
כדי ליצור גל קול חייב להיות:
- מקור.
- יום רביעי.
- מכשיר שמיעה.
- תדר 16-20000 הרץ.
- אינטנסיביות.
תפיסת קול היא תהליך סובייקטיבי, התלוי במצבו של איבר השמיעה וברווחתו של האדם. מיקרופונים עובדים על אותו עיקרון כמו אוזניים, רק שבמקום עור התוף, המיקרופון מכיל לוחית מתכת קטנה ודקה המחוברת למגנט. כאשר לחץ האוויר על הצלחת משתנה, המגנט מתנדנד ורעידות חשמליות נוצרות.
הישגים אקוסטיים
בעבר אנשים שמרו סאונד בדרכים שונות: בתקליטי ויניל, סרטי צילום או כחלקיקים מגנטיים על סרט מגנטי. המחשב כמקור קול אוגר מידע על הרמה הנוכחית, קורא באופן קבוע את הרמהמתח ואחסן כל ערך כמספר. כיום, כמעט לכל המחשבים יש כרטיס קול, המאפשר להקליט ולהשמיע הודעות קול ומוזיקה ממכשירים חיצוניים (מיקרופון, רשמקול, תקליטורים) או לעבד נתוני אודיו דיגיטליים המוקלטים במקור קול דיגיטלי, מדיות מידע (כוננים קשיחים, DVD, CD, תקליטורי Blu-ray) והפלט אותם לרמקולים.
פיתוח הטכנולוגיה הדיגיטלית אינו עומד מלכת. תוך 100 שנים בלבד, התקדמות הסאונד התקדמה מעידן ההקלטה המכנית, מתיבות נגינה, לעידן ההקלטה הדיגיטלית. ההתקדמות באקוסטיקה כבר מדהימה.
מדענים מצאו דרך להעביר נתונים ממחשב למחשב באמצעות קול בלבד. נוצר אזמל אקוסטי המסוגל להפריד אפילו תא בודד, ננו-טכנולוגים כבר מפתחים דרך להטעין טלפון נייד בעזרת קול. בעתיד, האנושות מחכה לתגליות מדהימות שבהן הסאונד ייקח חלק ישיר.
