Hang
A hang jelenthet egy víztestet is, például egy öblöt vagy csatornát.
A hanghullámot úgy definiálhatjuk, mint egy közegben terjedő zavaró jelenséget. A hang az a kifejezés, amely azt írja le, amit akkor hallunk, amikor a hanghullámok egy közegen keresztül eljutnak a fülünkbe. Minden hangot a molekulák rezgése hoz létre, amelyeken a hang áthalad. Amikor például egy dobot vagy egy cintányért megütnek, a tárgy rezeg. Ezek a rezgések a levegőmolekulákat is mozgásra késztetik. A hanghullámok a hangforrástól (ahonnan jöttek) távolodnak, a levegőmolekulákon haladva. Amikor a rezgő levegőmolekulák elérik a fülünket, a dobhártya is rezeg. A fül csontjai ugyanúgy rezegnek, mint a hanghullámot elindító tárgyé.
Ezek a rezgések lehetővé teszik, hogy különböző hangokat halljon. Még a zene is rezgés. A szabálytalan rezgések zajok. Az emberek nagyon összetett hangokat tudnak létrehozni. Ezeket használjuk beszédre.
A hanghullámok hosszanti hullámok, amelyeknek két része van: a kompresszió és a ritkulása. A kompresszió a hanghullámok azon része, ahol a levegő molekulái összenyomódnak (összenyomódnak). A ritkulás a hullámok azon része, ahol a molekulák távolodnak egymástól. A hanghullámok a kompresszió és a ritkulás sorozatából állnak.
A hangsebesség
A hanghullámok szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú anyagokon keresztül is terjedhetnek, de vákuumban (olyan hely, ahol nincs semmi) nem tudnak terjedni. Ezért nem tudnak az űrhajósok beszélgetni egymással az űrben: rádióra van szükségük, hogy hallják egymást. A hang gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben, és még gyorsabban a szilárd anyagokban, például a kőben, a vasban és az acélban. A levegőben a hang másodpercenként 335 méter (1100 láb) sebességgel terjed.
Hangmagasság és intenzitás
A hangmagasság a hang magassága vagy mélysége. A hangmagasság az, ahogyan az ember a különböző frekvenciákat hallja. A frekvenciát a másodpercenkénti rezgések száma határozza meg. A zongora legmagasabb billentyűje például másodpercenként 4000-szer rezeg. Ennek a frekvenciája 4000 hertz (Hz), azaz 4 kilohertz (kHz). Az alacsonyabb billentyűknek alacsonyabb frekvenciájuk van. Az egy oktávval magasabb hang egy másik hangnál kétszer olyan frekvenciával rendelkezik, mint az adott hang.
A hang intenzitása azt jelenti, hogy egy másodperc alatt mennyi hangenergia hatol át egy négyzetméteren. A nagyobb amplitúdójú (nagyobb rezgésű) hanghullámok nagyobb intenzitással rendelkeznek. A hang intenzitása a hangforráshoz közelebb nagyobb. Távolabb kevésbé intenzív. A fordított négyzetes törvény megmutatja, hogy a hang intenzitása a forrástól távolabb egyre kisebb lesz. Az "inverz négyzet" azt mondja ki, hogy amikor a távolságot megszorozzuk egy számmal, a hangintenzitás osztódik a szám négyzetével (a szám szorozva önmagával). Így a távolság kétszerese negyedakkora intenzitást jelent.
A hangintenzitások nagyon eltérőek lehetnek. A 0,0000000000000001-től (alig hallható) az 1 W/m2 -ig (fájdalmasan hangos) terjedhet. A decibel skála megkönnyíti a hangintenzitás számokkal való munkát. A 0,000000000001 W/m2 intenzitás 0 dB (decibel). Ha a decibelszám 10-zel nő, az intenzitás tízszerese. Tehát az 1 W/m2 intenzitás 120 dB.
A hangerősség az, ahogyan az emberek a hang intenzitását érzékelik. A hangerősség a hang intenzitásától, a hangfrekvenciától és a személy hallásától függ.
Hallott és nem látott
A hallható hang frekvenciája 20 Hz és 20 kHz között van. Az ember hallja a hallható hangot. A 20 kHz feletti frekvenciájú hanghullámokat ultrahanghullámoknak nevezzük. A 20 Hz alatti frekvenciájú hanghullámokat infrahanghullámoknak nevezzük. Az emberek nem hallják az ultrahanghullámokat és az infrahanghullámokat, de egyes állatok, például a denevérek és a delfinek használják őket. Az idősebb emberek hallási tartománya még kisebb. Az emberek 1000 Hz és 6000 Hz közötti hangokat hallanak a legjobban.
A Doppler-effektus
Amikor egy hangforrás valaki felé halad, a frekvencia növekedni látszik. Ugyanez történik, amikor valaki a hangforrás felé mozog. A frekvencia csökkenni látszik, amikor valaki távolodik a hangforrástól. Akkor is csökkenni látszik, amikor a hangforrás távolodik valakitől. Ezt nevezzük Doppler-effektusnak.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a hangzás?
V: A hang egyfajta hullám, amelyet a molekulák rezgése hoz létre. Akkor hallható, amikor egy közegen keresztül eljut a fülbe.
K: Hogyan keletkeznek a hangok?
V: A hangokat a molekulák rezgése hozza létre. Amikor például valaki megüt egy dobot vagy cintányért, a tárgy rezeg, és a levegőmolekulák mozgásba lendülnek, ami hanghullámokat hoz létre.
K: Mi az a három különböző közeg, amelyen keresztül a hang terjed?
V: A hang három különböző közegben terjed: szilárd anyagok, folyadékok és gázok.
K: Mi okozza a hanghullámokat?
V: A hanghullámokat a levegőben lévő molekulák rezgése okozza. Amikor egy tárgy rezeg, a levegő molekulái megmozdulnak, és ezek hanghullámokat hoznak létre.
K: Hogyan halljuk a hangokat?
V: Akkor halljuk a hangokat, amikor a rezgő levegőmolekulák elérik a fülünket, és a dobhártyánkat ugyanúgy rezgésbe hozzák, mint eredetileg a hanghullámot elindító tárgyat.
K: Minden hang szabályos rezgés?
V: Nem, nem minden hang szabályos rezgés; a szabálytalan rezgések alkotják a zajt, míg az emberek a beszédhez nagyon összetett hangokat tudnak létrehozni.
K: Mit jelent a hanghullámok szempontjából a kompresszió és a ritkulás?
V: A kompresszió a hanghullám azon része, ahol a levegőmolekulák egymáshoz nyomódnak, míg a ritkulás azon része, ahol a levegőmolekulák távolodnak egymástól - ez a két rész hozza létre a hanghullámnak nevezett sorozatot.
