Žmogus dosniai apdovanotas gamta, kad galėtų patogiai egzistuoti ir pažinti jį supantį pasaulį. Jis geba matyti ryškias spalvas, girdėti įvairius garsus, gaudyti kvapus ir mėgautis maisto skoniu. Vienas iš sudėtingiausių jutimo organų yra klausos organas, kurio dėka žmogus bendrauja ir gauna didžiąją dalį informacijos.
Žmogus gyvena nuolatiniame garsų pasaulyje, kurio dėka jis gauna nepakeičiamą informacijos apie jį supantį pasaulį š altinį. Jūros banglenčių ošimas ir vėjo ošimas, paukščių čiulbėjimas, žmonių pokalbiai ir gyvūnų urzgimas, griaustiniai – tai garso š altiniai gamtoje, padedantys žmogui prisitaikyti prie aplinkos.
Kaip girdėti?
Jei pažvelgsite į žmogaus ausies vidų, pamatysite membraną, vadinamą būgnu. Jis driekiasi išilgai tunelio, vedančio į ausies vidų. Oro virpesiai iš garso š altinio patenka į ausies būgnelį, todėl jis taip pat vibruoja. Už ausies būgnelio yra kaulinė erdvė, užpildytatrys judantys kaulai, vadinami plaktuku, priekalu ir balnakildžiu, taip pavadinti dėl savo formos. Šie kaulai paima vibraciją iš ausies būgnelio ir pradeda svyruoti.
Giliau ausyje yra maždaug 3 cm ilgio skysčiu užpildytas kanalas, vadinamas sraigė. Judančių kaulų vibracija sukuria skystyje bangas, panašias į bangas vandenyne. Kaip dumbliai po vandeniu, tūkstančiai plaukų ląstelių banguoja per skystį. Šios ląstelės iš esmės svarbios klausai. Per juos einančios vibracijos stumia elektrinius impulsus, kurie klausos nervu keliauja į smegenis. Savo ruožtu smegenys šiuos elektrinius signalus paverčia muzika, balsais arba paukščių čiulbėjimu ar čiulbėjimu.
Iš kur sklinda garsas?
Kas yra garso š altinis? Bet koks fizinis kūnas ar reiškinys, svyruojantis garso dažniu, nes iš jo sklindančios bangos kyla aplinkoje. Žmonės skleidžia garsus naudodami savo balso stygas. Jei pokalbio metu pridedate rankas prie gerklės, galite pajusti vibraciją. Beveik visada įmanoma nustatyti garso š altinius. Garso bangos yra kaip bangos kviečių lauke vėjuotą dieną. Oro molekulės atsitrenkia viena į kitą ir tolsta, o per orą einanti banga yra tik ritmiškas oro molekulių srauto susitraukimas ir išsiplėtimas – savotiška vibracija. Tačiau kitos medžiagos taip pat neša garso bangas, pavyzdžiui, mediena, kuri taip pat yra garso š altinis. Jei šauksi iš vienos pusės uždarytasmedinės durys, pirmiausia vibruos rėkiančiojo balso stygos, o tai savo ruožtu sukels oro vibraciją. Oras priverčia vibruoti durų medieną, o tada vibracija perduodama iš durų į orą ir toliau – žmogui, stovinčiam kitoje durų pusėje. Urve sienos nesugeria ir neperduoda garsų taip, kaip tai daro durys. Jie rikošetu juos grąžina kaip šviesos veidrodį. Kai kurie Europos slėniai žinomi dėl savo aidų. Pavyzdžiui, vienas medžioklės rago garsas gali būti kartojamas 100 kartų, kol galiausiai nutrūksta.
Natūralūs š altiniai
Bitės ar musės zvimbimas, uodo girgždėjimas, žmonių ir gyvūnų balso stygos laikomos natūraliais garso š altiniais. Pridėjus prie ausies didelį kriauklę, galima išgirsti tolimą triukšmą, primenantį banglenčių ošimą, ne be reikalo grįžtant iš jūros daugelis parsineša į namus kriauklę su gyvu jūros prisiminimu. Kad ir kaip patraukliai atrodytų ši idėja, girdimas triukšmas neturi nieko bendra su jūra. Vietoj to, ausis girdi daugybę visų garsų, esančių už apvalkalo, aidų. Natūralūs garso š altiniai yra lapų ošimas ir paukščių čiulbėjimas, š altinio ūžesys, griaustinis per perkūnija, žiogų čiulbėjimas ir sniego girgždėjimas po kojomis – natūralių garso bangų š altinių sąrašas yra begalinis.
Garso bangų mechanizmas
Aidai yra garso bangos, kurios atsimuša į lygų paviršių ir pasiekia ausį. Pavyzdžiui, jei šaukiate oloje, galitepo sekundės dalies, kad išgirstumėte, kaip jūsų balsas atsimuša nuo urvo sienų ir sugrįžta. Taip veikia jūros kriauklė. Geriausi garso š altinių pavyzdžiai būtų tos kriauklės, kuriose yra daug tuščių kamerų. Jie tarsi kambariai tuščiame name. Sienos prie kriauklės yra lygios, o tai reiškia, kad garsai šalia kriauklės, net patys tyliausi, kartojasi kamerose. Visas aidas – nuo žmonių kalbėjimo, muzikos ar gamtos garsų – virsta riaumojimu. Prie jo galima pridėti ir širdies plakimą, kurį paima ir numuša kriauklė. Gražus daugelio aidų efektas girdimas banglenčių garsu.
Garso konvertavimas
Kad ir kaip garsiai žmogus šauktų, po 100-200 metrų jo niekas neišgirs, išskyrus tai, kad jis šauks telefonu. Žodis „telefonas“iš graikų kalbos išverstas kaip „tolimas garsas“. Pokalbio telefonu metu garso bangos paverčiamos elektros srove. Priėmimo metu vyksta atvirkštinis procesas. Tokia srovė gali įveikti bet kokį atstumą, sklindanti ore kaip garso bangos. Ragelyje yra įmontuotas mikrofonas, kuris reaguoja į oro virpesius, atsirandančius pokalbio metu. Mikrofonas šias vibracijas paverčia kintama srove. Jis plinta telefono linijos laidais ir pasiekia abonentą kitame linijos gale. Bet kadangi žmogus nejaučia kintamosios srovės virpesių, būtina juos paversti garso vibracijomis, kurias galima išgirsti. Šią funkciją atlieka mažas garsiakalbis, įmontuotas ragelyje. Elektros bangos veikia magnetinį lauką,keičia savo galią. Dėl to membrana vibruoja ir sukuria garso bangas, kurios atpažįstamos kaip skambinančiojo balsas.
Kokias bangas girdi žmogus?
Tik bangos, kurias girdi žmonės, vadinamos garso bangomis.
Garsas yra tam tikro diapazono mechaninės bangos, kurias žmogus gali atskirti. Tyrimai rodo, kad žmogaus klausos organai gauna bangas nuo 16 Hz iki 20 000 Hz. Be jų, yra bangų, kurių dažnis yra mažesnis nei 16 Hz (infragarsas) ir didesnis nei 20 000 Hz (ultragarsas). Tačiau jie nėra girdimi ir žmogus jų nejaučia.
Nuotraukoje pavaizduotas žmogaus klausos diapazonas.
Infragarso garso ultragarsas
|_|_|_
0 16–20 20000 Hz
Kitus dažnius skiria atskiri gyvūnai ar vabzdžiai, įskaitant žuvis, drugelius, šunis ir kates, šikšnosparnius, delfinus.
Kaip nustatyti garso š altinį? Š altiniai yra visų rūšių kūnai, sukuriantys garso dažnio vibracijas (nuo 16 iki 20000 Hz)
Dirbtiniai š altiniai
Viską, kas sukurta žmogaus, o ne gamtos, galima priskirti dirbtiniams garso š altiniams, pavyzdžiai: kamertonas, varpas, tramvajus, radijas, kompiuteris. Galite eksperimentuoti, kaip sukuriama garso banga. Eksperimentui jums reikia metalinės liniuotės, įspaustos į spaustuvą. Jei veiksite pagal liniuotę, galite pastebėti vibracijas, tačiau nebus girdėti jokio garso. Bet tuo pačiu metu prie liniuotės susidaro mechaninė banga. Liniuotės vibracijos diapazonas yra žemiau garso dažnio, todėl žmogus garso negirdi. Remiantis šia patirtimi, XIX amžiaus pabaigoje buvo išrastas įrenginys, vadinamas kamertonu.
Garsas sklinda tik tada, kai kūnas vibruoja tam tikru garso dažniu. Bangos eina įvairiomis kryptimis. Tarp ausies ir garso š altinio turi būti terpė. Tai gali būti dujos, skystis, kietas paviršius, bet tai tikrai turi būti dalelės, perduodančios bangas. Garso virpesių perdavimas vykdomas tik ten, kur yra tokia aplinka. Jei nėra medžiagos, nebus ir garso.
Sąlygos, reikalingos norint gauti garsą
Norint sukurti garso bangą, turi būti:
- Š altinis.
- Trečiadienis.
- Klausos aparatas.
- Dažnis 16–20 000 Hz.
- Intensyvumas.
Garso suvokimas yra subjektyvus procesas, priklausantis nuo klausos organo būklės ir žmogaus savijautos. Mikrofonai veikia tuo pačiu principu kaip ir ausys, tik vietoj ausies būgnelio mikrofone yra maža plona metalinė plokštelė, pritvirtinta prie magneto. Keičiantis oro slėgiui ant plokštelės, magnetas kliba ir atsiranda elektrinės vibracijos.
Akustiniai pasiekimai
Anksčiau žmonės garsą saugodavo įvairiais būdais: vinilinėse plokštelėse, fotojuostose arba magnetinėse juostose kaip magnetines daleles. Kompiuteris kaip garso š altinis saugo informaciją apie esamą lygį, reguliariai skaito lygįįtampą ir išsaugokite kiekvieną reikšmę kaip skaičių. Šiais laikais beveik visi kompiuteriai turi garso plokštę, kuri leidžia įrašyti ir leisti garso pranešimus bei muziką iš išorinių įrenginių (mikrofono, magnetofono, kompaktinių diskų) arba apdoroti skaitmeninius garso duomenis, įrašytus į skaitmeninį garso š altinį, informacines laikmenas (standžius diskus, DVD, CD, Blu-ray diskai) ir išveskite juos į garsiakalbius.
Skaitmeninių technologijų plėtra nestovi vietoje. Vos per 100 metų garso pažanga pažengė į priekį nuo mechaninio įrašymo eros, nuo muzikos dėžučių iki skaitmeninio įrašymo eros. Akustikos pažanga jau yra nuostabi.
Mokslininkai rado būdą perkelti duomenis iš kompiuterio į kompiuterį naudojant tik garsą. Sukurtas akustinis skalpelis, galintis atskirti net vieną ląstelę, nanotechnologai jau kuria būdą, kaip balso pagalba įkrauti mobilųjį telefoną. Ateityje žmonijos laukia neįtikėtini atradimai, kuriuose garsas dalyvaus tiesiogiai.
