Μάθημα : Φυσική Γ'ΕΠΑΛ - Μέρος ΙΙ

6.6.1 Το ύψος του ήχου

Το ύψος του ήχου αναφέρεται στον τρόπο με τον οποίο ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται τη συχνότητα του ηχητικού κύματος. Όταν η συχνότητά τους είναι μεγάλη (γρήγορες ταλαντώσεις της ηχητικής πηγής), τότε ο ήχος που αντιλαμβανόμαστε είναι οξύς (πρίμος) ψηλός και διαπεραστικός (υψηλή νότα). Εάν όμως η συχνότητα των ηχητικών κυμάτων είναι μικρή (αργές ταλαντώσεις της ηχητικής πηγής), τότε ο ήχος που αντιλαμβανόμαστε είναι βαθύς (μπάσος): χαμηλός και βαθύς (χαμηλή νότα).

Το αυτί του μέσου ανθρώπου μπορεί να συλλάβει ήχους που έχουν συχνότητα από 20Hz έως 20 000 Hz. Όσο περνάει όμως η ηλικία περιορίζεται η ικανότητα του ανθρώπου να ακούει ήχους υψηλής συχνότητας. Έτσι , ένας άνθρωπος μέσης ηλικίας δεν μπορεί να ακούσει ήχους που έχουν συχνότητα μεγαλύτερη των 14 000 Hz.

6.6.2 Ακουστότητα

Στην καθημερινή ζωή, οι δυνατότεροι ήχοι τους οποίους ο άνθρωπος μπορεί να ανεχθεί - χωρίς να νιώσει πόνο στο αυτί - έχουν ένταση ένα τρισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από την ένταση των πιο ασθενών ήχων που μπορεί να ακούσει.

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αντιλαμβάνεται ότι ο πιο δυνατός ήχος διαφέρει από τον πιο ασθενή μόνον 120 φορές. Παρατηρούμε, δηλαδή ότι αλλιώς "μετράει" η Φυσική την ένταση του ήχου και αλλιώς την "μετράει" (υποκειμενικά) ο ανθρώπινος εγκέφαλος.

Η μονάδα με την οποία "μετράμε" (αξιολογούμε) την ακουστότητα του ήχου είναι το ντεσιμπέλ (db).

Όμως, όπως ήδη έχουμε αναφέρει, ο ανθρώπινος εγκέφαλος αντιδρά με έναν ιδιαίτερο τρόπο στην ένταση του ήχου. Εξαιτίας αυτής της ιδιομορφίας ως πιο κατάλληλη να χρησιμοποιηθεί για τη σύγκριση δύο εντάσεων κρίθηκε η λογαριθμική κλίμακα. Έτσι, το επίπεδο β της έντασης ορίζεται ως:

β (σε ντεσιμπεΛ) = 10 log₁₀ (Ι/Ιο)

όπου "log₁₀" αναφέρεται στο λογάριθμο με βάση 1ο. 10 είναι η ένταση του επιπέδου αναφοράς με την οποία συγκρίνεται η I και πολλές φορές είναι το όριο ακουστότητας:

Ιο = 1 x 10^-12 W/m²

6.6.3 Χροιά

H ιδιαιτερότητα του ήχου που χαρακτηρίζει τη φωνή του κάθε ανθρώπου και τον ήχο κάθε μουσικού οργάνου ονομάζεται ηχόχρωμα ή χροιά.

Η χροιά οφείλεται στο γεγονός ότι οι μουσικοί ήχοι δεν είναι απλοί (δεν αποτελούνται από μία μόνον συχνότητα) αλλά είναι σύνθετοι, δηλαδή είναι προϊόντα σύνθεσης πολλών συχνοτήτων.