AKUSTIK - läran om ljud

Historia Redan de ”gamla grekerna” började fundera på vad ljud var. Troligen började diskussionerna i små grupper och handlade om ljudet i musikinstrument

Pythagoras (580 f.Kr – 495 f.Kr) Försökte förklara ljud tillsammans med rörelser på strängar.

Isac Newton (1642-1727) Är en mer modern vetenskapsman som skrev boken Principia. Där beskrev han en mekanisk tolkning av ljudet som tryckimpulser som breder ut sig i mediet.

Var de första som arbetade med akustik i rum och byggnader Herman von Helmholtz (1821-1894) John William Strutt (1842-1919) Wallace Clement Sabine (1868-1919)

Akustik – läran om ljudet Ljud uppkommer via vibrationer Man ”puttar” molekylerna framför sig och beroende på hur tätt vågerna med molekylerna är uppkommer olika ljud

Ljudvåger – förtätning och förtunning av materialets molekyler Man kan tänka sig att när jag trycker handen framför mig så trycks molekylerna ihop. När jag tar tillbaka handen dras molekylerna isär. Förtätningen är ljudvågens topp och förtunningen ljudvågens dal Ljudvågor kan avbildas på ett oscilloskop

Mer om ljudvågor För att ljud ska uppstå krävs materia. Utan molekyler finns det inget som kan pressas samman och ljudvåger kan inte uppstå. I vakuum kan inte ljud uppstå, detta gör att det är tyst på månen.

Mer om ljudvågor Man kan dämpa ljudvågor, tex hålla framför munnen. Men ljudvågor, till skillnad från ljus, kan gå runt föremål. Ljudvågornas hastighet i 18°C luft är ca 340 m/s. För varje grad varmare det blir ökar hastigheten med ca 0,6 m/s och för varje grad kallare det blir minskar hastigheten. Därför upplever vi att det är tystare ute på vintern.

Mer om ljudvågor Vi sa att ljudet i 18°C luft har en hastighet på 340 m/s. Ljud som färdas i andra material har andra hastigheter. Om vi försöker prata under vatten är det svårt att förstå vad som sägs. Det är för att ljudet färdas i en hastighet på 1500 m/s. I aluminium färdas ljudet i 5100 m/s, glas 4000- 5000 m/s och trä ca 4000 m/s

Varför har vi två öron? Diskutera i par varför och vad det skulle innebära om vi inte hade just det antalet öron.

Blixtar och Åskmuller När det åskar så ser vi blixten före vi hör ljudet. Detta beror på att ljusets hastighet är mycket snabbare, 300.000 m/s. Detta gör att vi ser ljuset nästa samtidigt som det blixtrar. Ljudet däremot behöver nästan 3 s för att flytta sig 1 km. Detta gör att om åskan är 1 km bort så tar det 3 s innan vi hör mullret. Dröjer det 6s så är avståndet 2 km osv.

Lambda Avståndet mellan förtätning till förtätning, vågtopp till vågtopp, kallas för en våglängd. Våglängd kallas för Lambda och betecknas med den lilla grekiska bokstaven för Lambda

Hertz (Hz) Ljud har olika våglängder beroende på vilka ”svängningar” det har. Antalet svängningar per sekund är ljudets frekvens och mäts i Hertz.

Ljud som människan hör Människan hör ljud som är inom intervallet 20- 20.000 Hz. Alltså måste föremålet som skall skapa ljud svänga mellan 20 och 20.000 gånger per sekund för att skapa så många förtätningar av molekylerna per sekund Ju äldre man blir ju svårare brukar man få för att höra de höga frekvenserna.

Ultraljud och Infraljud Ultraljud är ljud som har en högra frekvens än 20.000 Hz. Många djur hör dessa höga frekvenser. Ultraljud används inom sjukvården för att hjälpa folk med njursten men framförallt för att undersöka gravida kvinnor. Ljudet studsar mot barnet i magen och beroende på om ljudvågen studsar mot mjuka eller hårda vävnader registreras detta om och blir som en bild i datorn.

Ultraljud och Infraljud Infraljud är ljud som har lägre frekvens än 20 Hz. Trots att vi inte kan höra så låga frekvenser så kan dessa ljud ändå påverka oss och visar sig då ofta genom huvudvärk eller att vi känner oss trötta. En del djur använder sig av infraljud bland annat fladdermöss skickar iväg signaler som studsat mot omgivningen och de kan då orientera sig i mörker.

Eko och Ekolod Eko är ljudvågor som studsar och kommer tillbaka. Om du ropar in i en bergvägg så kommer en del av ljudvågorna att vända och leta sig tillbaka till dina öron. Ekolod använder man för att mäta djup i hav och sjöar. Ekolodet sänder ut ultraljud signaler som studsar mot botten och fångas sedan upp igen. Man mäter då hur lång tid det tar för ljudet att färdas till botten och tillbaka. Avståndet = 1500 m/s (ljudets hastighet i vatten) * halva den uppmätta tiden.

Arbeta mera För att arbeta mera med detta området kan du läsa på s. 82-89 På s. 89 finns ”Testa dig själv” uppgifter. Arbeta mera

Källor http://se.freepik.com/vektor-fritt/dynamisk-ljud-vagor-vektor_594212.htm http://enbloggompsykologi.blogspot.se/p/perspektiv-pa-psykologi.html http://www.acesandeighths.com/articles.html http://9waysmysteryschool.tripod.com/sacredsoundtools/id13.html http://fineartamerica.com/featured/1-isaac-newton-oprea-nicolae.html?currencyid=EUR http://www.paroc.se/knowhow/ljud http://www.component.se/docs.php?id=1 http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda_calculus http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=hertz%20%28Hz%29 http://www.hvi.uu.se/meny/m3.html http://www.human-academy.com/vetenskaper/naturvetenskap/Akustik.asp