4. Kafli hljóð

1. 4. Kafli hljóð

2. Hljóðdæmi 80’s Íslenskt pönk Rapp Rokk Klassík stelpupopp

3. Hljóð er bylgja • Hljóðið byggist á tveimur fyrirbærum : Hreyfingu og sameindum   • Hljóð er orka sem ferðast sem bylgja - hljóðbylgja • Hljóð er orkumynd sem kemur sameindum á hreyfingu. • Hreyfing sameindanna, og það hvernig þær miðla orku sinni, er eins þótt mismunandi hljóð eigi í hlut.

4. Sveiflur í efni • Þegar hljóð myndast er í öllum tilvikum um sveiflu sameinda að ræða. • Hljóð sem myndast hreyfist frá hljóðgjafa sínum og hljóðið berst gegnum efni • Efni sem flytur hljóð kallast hljóðberi. • Hljóðberi er sú tegund bylgjubera sem flytur hljóð • Föst efni, vökvar og lofttegundir eru úr sameindum og eru því hljóðberar.

5. Þétting og þynning í bylgjubera • Hljóðið berst gegnum efnið án þess að það hreyfist í heild sinni. • Orkan færist úr stað en efnið ekki. • Bylgjuhreyfingin og um leið orka bylgjunnar færist fram á við.  • Sameindirnar þjappast saman og valda þéttingu.

6. Langsbylgjur. • Hljóðbylgjur eru LANGSBYLGJUR • Í hljóðbylgju færast sameindir bylgjuberans fram og aftur í stefnu sem er samsíða þeirri stefnu sem bylgjan fylgir.

7. Besti hljóðberinn • Fast efni er besti hljóðberinn. • Sameindirnar eru þéttastar í föstu efni og þess vegna berast sveiflur best frá einni sameind til annarrar í föstu efni. • Vökvi er næst besti hljóðberinn. • Loft er er lélegasti hljóðberinn.

8. Hraði hljóðs • Hljóð berst með um 340 m/s hraða í lofti.  • Einn þeirra þátta sem hefur áhrif á hraða hljóðs er hiti hljóðberans. • Hljóðið berst hraðar í heitu lofti en köldu. • Annar þáttur sem hefur áhrif á hraða hljóðsins er gerð þess efnis sem það berst gegnum. • Hljóðið berst hraðast í föstu efni vegna þess að þar eru sameindirnar næstar hver annarri og þéttastar. • Vökvar eru næstbestu hljóðberarnir því að þar eru sameindirnar sæmilega þéttar. • Í lofttegundum eru sameindirnar strjálastar og hljóðið berst því hægast gegnum þær.

9. 4-2 Einkenni bylgna • Orka berst með bylgjum - hljóðbylgjum, ljósbylgjum, útvarpsbylgjum og úthafsbylgjum, svo að dæmi séu nefnd. • Sömu þættir einkenna allar bylgju. Þessir þættir eru : Sveifluvídd, lögun, bylgjulengd og tíðni.

10. Sveifluvídd • Þegar hljóðbylgja berst um efni taka sameindir þess að sveiflast. • Sameindirnar sveiflast fram og til baka um jafnvægisstöðu. • Mesta fjarlægð eða útslag sameinda frá jafnvægisstöðunni kallast sveifluvídd bylgjunnar.   • Sveifluvídd bylgju segir til um hversu mikil orka er notuð til þess að mynda hljóðið og þar með hversu hávært hljóðið er.

11. Lögun bylgna Mynd 4-8 Myndin sýnir nokkur af grunneinkennum bylgju - Sveifluvídd, bylgjulengd, öldudal og öldutopp.

12. Lögun bylgna • Heil bylgja hefur mismunandi lögun sem ræðst m.a. af bylgjulengd og sveifluvídd. • Hæsti punktur í útslagi hverrar sveiflu kallast öldutoppur og lægsti punkturinn kallast öldudalur. • Fjarlægðin frá jafnvægisstöðunni til öldutopps, eða frá jafnvægisstöðu til öldudals er mesta útslag bylgjunnar. • Í hljóðbylgju er öldutoppur þegar þéttleiki sameindanna er mestur, en öldudalur þegar þéttleiki þeirra er minnstur.

13. Bylgjulengd • Lengd bylgju nefnist bylgjulengd.   • Bylgjulengdin er fjarlægðin milli tveggja öldutoppa (eða tveggja öldudala). • Reyndar getur þú mælt bylgjulengd frá hvaða punkti sem vera skal í bylgju ef þú aðeins gætir þess að mæla að sama punkti í næstu bylgju.

14. Tíðni • Tíðni bylgjuhreyfingarinnar ræðst af því hversu margar heilar sveiflur eru á tiltekinni tímaeiningu. • Tíðnin er fjöldi heilla bylgna á tímaeiningu. • Þá má líka líta á tíðni sem fjölda þéttinga og þynninga á tímaeiningu. • Ef tíðni bylgju er 100 sveiflur (heil bylgja) á sekúndu er tíðnin táknuð sem 100 herts (eða rið, táknað Hz) • Eitt herts jafngildir einni sveiflu á sekúndu.

15. Mynd 4-9.Athugaðu mynd 4-9 og hafðu í huga að tíminn er þar á lárétta ásnum. Tíðni bylgju ræðst af fjölda sveiflna á tímaeiningu. Þú getur ákvarðað tíðni þessara bylgna með því að telja öldutoppa eða öldudali þeirra. Tíðni

16. 4-3 Eiginleikar hljóðsTónhæð • Tónhæð hvers hljóðs er mælikvarði á hversu skær eða djúpur viðkomandi tónn er. • Tónhæð er EKKI sama og tónstyrkur. • Tónhæð hljóðs er háð tíðni hljóðbylgjunnar. • Hljóðbylgjur með lágri tíðni eru af lágri tónhæð. • Há nóta sem sópransöngkona syngur getur verið með tíðnina 1000 herts. • Lág nóta bassasöngvara getur á hinn bóginn verið af tíðninni 70 herts.

17. Tónhæð -frh • Mannseyrað greinir hljóð á tíðnibilinu frá um 20 herts og upp í um 20.000 herts. • Hljóð með tíðni yfir 20.000 hertsum kallast úthljóð. • Leðurblökur nota úthljóð. Það er hljóð af hærri tíðni en 2O.OOO Hz, til þess að rata rétta leið og finna bráð. • Þótt fæstir menn heyri úthljóð greina mörg dýr hljóð af þeirri tíðni. • Hundar heyra hljóð með allt að 25.000 hertsa tíðni.  

18. DOPPLERHRIF • Tónhæð hljóðs breytist ef hljóðgjafi er á hreyfingar eða ef sá er nemur hljóð er á hreyfingar.   • Þessi breyting á tíðni og tónhæð hljóðs vegna hreyfingar bylgjugjafa eða bylgjunema nefnist DOPPLERHRIF. • Tíðni bylgnanna verður meiri en ella þegar hljóðgjafinn nálgast, því að bylgjurnar hnappast þéttar saman. • Þegar hljóðgjafi fjarlægist þann sem hlustar verður lengra milli hljóðbylgnanna og tíðni minnkar.

19. DOPPLERHRIF og RATSJÁ • Hraðamælingar eru byggðar á dopplerhrifum. • Ratsjáin sendir stöðugan bylgjustraum. • Bylgjurnar sveiflast með þekktri tíðni. • Ef bylgjurnar hitta fyrir kyrrstæðan hlut endurkastast þær með sömu tíðni. • Ef hluturinn er á hinn bóginn á ferð í átt að ratsjánni endurkastast bylgjurnar af henni með hærri tíðni en þær höfðu áður. • Því hraðar sem hluturinn fer þeim mun meira hækkar tíðni bylgnanna. • Sá munur sem er á tíðni bylgnanna sem sendar voru út og þeirra sem endurkastast segir til um hraða hlutarins.

20. Dopplerhrif - frh • Þegar bæði hljóðgjafi og hlustandi eru kyrrstæðir dreifast hljóðbylgjurnar jafnt til allra átta. • Þegar annað hvort hljóðgjafi eða hlustandi eru á hreyfingu hrannast hljóðbylgjurnar upp eða verða strjálli, allt eftir eðli hreyfingarinnar. • Þetta veldur því að tíðni hljóðsins breytist. • Hvaða áhrif hefur þetta á tónhæð hljóðsins?

21. Dýptarmælar • Hljóðsjá er meðal annars notuð til þess að finna hluti neðansjávar eða ákvarða dýpi. • Hljóðsjá skipsins (dýptarmælirinn) sendir frá sér hljóðbylgjur sem skella á hlut á sjávarbotninum eða á botninum sjálfum og berast til baka til skipsins vegna endurkasts. Hljóðsjáin nemur þær bylgjur sem endurkastast og þar eð hraði bylgnanna í sjónum er þekktur er hægt að reikna út fjarlægðina eða dýpið út frá þeim tíma sem það tekur bylgjurnar að fara fram og til baka.

22. Hljóðstyrkur • Tónhæð er háð tíðni viðkomandi hljóðs.   • Hljóðstyrkur ákvarðast hinsvegar af því hversu mikil orka er notuð til þess að framleiða það. • Orkan veldur því að sameindir bylgjuberans víkja frá jafnvægisstöðu sinni.   • Hljóðstyrkur er því háður sveifluvídd hljóðbylgjunnar. • Orkuríkar hljóðbylgjur hafa meiri sveifluvídd en orkulitlar. • Hljóðstyrkur er mældur í einingunni desíbel. • Hljóðstyrkurinn yfir 120 desíbel veldur sársauka. Hljóðstyrkur gnýs frá þotuhreyfli er um 170 desíbel.

23. 4-4 Víxlverkun bylgna • Til víxlverkunar hljóðbylgna má rekja fyrirbæri sem kallast herma, hljómblær og bylgjuvíxl.

24. Herma • Hlutir hafa tiltekna eigin sveiflutíðni, sem kallast eigin tíðni. • Til dæmis getur tiltekinn hlutur haft eigintíðnina 80 herts, en annar eigintíðnina 600 herts. • Stundum gerist það að hlutur sem sveiflast með eigintíðni sinni kemur öðrum nálægum hlut til þess að sveiflast, en því aðeins að eigintíðni hans sé sú sama. • Seinni hluturinn tekur til sín hluta af sveifluorku fyrri hlutarins og sveiflast í samhljómi með honum. • Þessi hæfileiki hlutar að sveiflast eftir að hafa tekið í sig orku á eigintíðni sinni kallast HERMA.

25. Herma -frh • Hermufyrirbærið er nýtt í hvert sinn sem þú stillir útvarpið þitt á ákveðna stöð. • Hver útvarpsstöð útvarpar efni sínu með ákveðinni tíðni. • Þegar þú "stillir á" uppáhaldsstöðina þína ertu að stilla tækið saman við tíðni stöðvarinnar.

26. Tónlistarflutningur • Því strekktari sem strengurinn er þeim mun hærri er tíðni hans og tónhæð. • Gildir strengir sveiflast hægar en grannir. Tónblær • Flestir hlutir sem gefa frá sér hljóð mynda sveiflur af fleiri en einni tíðni. Hvert tíðnigildi skapar hljóð með tiltekinni tónhæð og þegar öll þessi tíðnigildi koma saman skapast hinn sérstæði tónblær.

27. Samliðun hljóðbylgna • Hljóðbylgjur sem myndast samtímis geta "lagst saman" þegar þéttingar og þynningar sameinast. Slík sameining kallast samliðun eða bylgjuvíxl. STYRKJANDI SAMLIÐUN • Ef bylgjur rekast þannig saman að þétting einnar hittir á þéttingu annarrar kemur fram það sem kallað er styrkjandi samliðun.   • Við styrkjandi samliðun myndast hljóð sem hefur meiri hljóðstyrk. EYÐANDI SAMLIÐUN • Ef bylgjur koma þannig hver ofan í aðra að þétting einnar hitti á þynningu annarrar kemur frameyðandi samliðun. Heildarstyrkur hljóðsins minnkar.