Ο Ήχος

akoustika-varikoias-poikilia-ixonΟ ήχος ταξιδεύει διαμέσου του αέρος με μορφή μικρών κυμάτων πίεσης με μια ταχύτητα περίπου 343 μέτρα το δευτερόλεπτο. Τα κύματα του ήχου έχουν τη μορφή που παίρνει το νερό μιας λίμνης που κάποιος έχει πετάξει μέσα μια πέτρα. Τα κύματα αυτά έχουν μια συχνότητα, που είναι ο αριθμός των κυμάτων που περνούν από ένα σημείο ανά δευτερόλεπτο. Η συχνότητα μετριέται σε κύκλους ανά δευτερόλεπτο, το οποίο πλέον πιο συχνά ονομάζεται hertz από το όνομα του Heinrich Hertz (1857-1894), ενός πρωτοπόρου επιστήμονα, ο οποίος εργάστηκε πάνω σε θεωρίες γύρω από το φως και τον ηλεκτρισμό. Τα 261 Hz είναι η μέση C στο πιάνο. Χίλιοι κύκλοι ανά δευτερόλεπτο αντιστοιχούν σε 1 kilohertz (kHz).

Τα κύματα του ήχου έχουν επίσης και ένταση και, χρησιμοποιώντας την προηγούμενη σύγκριση των κυμάτων με αυτά της λίμνης, η ένταση είναι ίση με τον όγκο του κύματος. Στην πράξη, είναι ευκολότερο να μετρηθεί η πίεση του κύματος παρά η ένταση του κύματος και η πίεση αυτή μετριέται σε μονάδες που ονομάζονται μονάδες pascal (ο Blaise Pascal 1623-1662 ήταν μεταξύ των άλλων ένας ευφυής φυσικός και μαθηματικός που ασχολήθηκε με τη στατιστική, τις πιθανότητες και τη γεωμετρία, καθώς και με την ατμοσφαιρική πίεση). Το ένα pascal είναι μάλλον μια μεγάλη πίεση για τον ήχο και γι’αυτό οι μετρήσεις της πίεσης γίνονται σε micropascal (μΡα), το οποίο είναι το ένα εκατομμυριοστό του pascal.

O πιο σιγανός ήχος που ένας υγιής δεκαοκτάχρονος χωρίς προηγούμενα προβλήματα με τα αφτιά του και με φυσιολογικούς τυμπανικούς υμένες μπορεί να ακούσει, έχει πίεση 20 μΡα. Αυτό το επίπεδο χρησιμεύει ως βάση για τη μέτρηση των πιέσεων άλλων κοινών ήχων που ακούγονται στο περιβάλλον.

Το φάσμα των ήχων που μπορεί να ακούσει το ανθρώπινο αφτί είναι τεράστιο. Ο μικρότερος ανιχνεύσιμος ήχος μπορεί να είναι 20 μΡα, αλλά ο ήχος από μια μηχανή αεροπλάνου, αν κάποιος βρίσκεται σε κοντινή απόσταση, φτάνει τα 20.000.000 μΡα. Για πρακτικούς λόγους τα επίπεδα αυτά καταγράφονται σε decibel (dB) προς τιμήν του Alexander Graham Bell (1847-1922), δασκάλου των κουφών και εφευρέτη του τηλεφώνου, του ακοόμετρου και του γραμμοφώνου, ο οποίος δημιούργησε έναν εύχρηστο τρόπο για να εκφράζει αυτό το ευρύ φάσμα πιέσεων ήχου.