«Lyden Av Stillhet», «Lyd og Visjon» og musikalske åser levende med lyden av musikk — ja, lyden er rundt oss i sanger og vårt daglige liv.
men hva er egentlig lyd, og mer spesifikt, hva er lydenergi? Er det lyd hvis ingen hører det? (OK, vi blir litt filosofiske her, men du kan se hvordan det fører til så mange flere spørsmål.)
Nesten alle av Oss nyter visse lyder som kommer over et bredt spekter, enten Det er Beatles som synger om en blackbird eller asmr-mani fra stille lyder. I mellomtiden trenger noen arbeidere beskyttelse mot lydenergi og slitasje hørselsvern – fra helikopterpiloter til oljeriggarbeidere som bruker tungt maskineri.
La oss se på lydenergidefinisjoner og hvordan vår forståelse av lydkilder bidrar til å forme vår verden.
Hva Er Definisjonen Av Lydenergi?
før vi definerer lydenergi, må vi forstå to hovedtyper av energi i universet:
- Potensiell energi, eller energi som er lagret et sted
- Kinetisk energi, energien av bevegelse
disse energiene kan deles inn i andre former for energi. Likevel forblir potensiell og kinetisk energi pilarene for energiforståelse. Ta en titt på vår guide om potensiell og kinetisk energi for dypere innsikt i disse energiene.
Lydenergi er en av disse energiinndelingene. En lydbølge er en form for mekanisk energi. Lydenergi er energien som frigjøres av et objekts vibrasjoner-lyd er hva du får fra vibrasjoner. Lyden beveger seg som lydbølger, som er vibrerende partikler. Og lydbølger kan reise gjennom gass, væsker og faste stoffer.
Hvordan Produseres Lydenergi?
La oss ta en bongo tromme, og legg den på gulvet, klar til å bli spilt. Den har potensiell energi i denne posisjonen. Nå, la oss slå trommehuden med hendene våre. Den håndbevegelsen er kinetisk energi.
når hånden din (kinetisk energi) treffer bongo (potensiell energi), vibrerer bongos trommehode og hud, noe som får de omkringliggende luftmolekylene til å vibrere. De vibrerer mot noen nærliggende luftmolekyler i nærheten, og utløser en vibrasjonskjedereaksjon. De vibrerende luftmolekylene vibrerer mot nabopartikler, deretter neste sett med molekyler, og så videre, og skaper en lydbølge som beveger seg utover fra kilden.
disse vibrerende molekylene, eller partiklene, som kommer fra et vibrerende objekt, utgjør en lydbølge. For eksempel er det lett å høre noens stemme hvis du snakker ansikt til ansikt med noen få inches i mellom-lydbølgen beveger seg mot hver person. Hvis du dobler avstanden og vender ryggen til hverandre, blir det vanskeligere å høre hverandres talte stemmer. Lydbølgene beveger seg vekk fra begge mennesker.
Lydbølger beveger seg når et objekt vibrerer; dette kalles forplantning.
Lydbølger, vibrerende luftmolekylene rundt oss, oppdages av det menneskelige øre, noe som får trommehinnen til å vibrere. Jo større lydvibrasjoner, jo høyere lyd-dette er kjent som lydintensiteten. Intensiteten bestemmes av hvor sterkt luftpartiklene vibrerer og viser hvor mye energi det er i en lydbølge.
for å forestille seg hvordan en lydbølge ser ut, tenk på En Slinky bølge laget med en av de coily lekene fra barndommen din. Hvis Du flytter Slinky opp og ned eller venstre og høyre fra den ene enden, oppretter du en kontinuerlig bølge som beveger seg langs Slinky. Det samme skjer med lyd-vibrasjonene beveger seg utover som bølger, på vei i samme retning.
menneskekroppen kan lage mange forskjellige lyder for å forklare fenomenet. Du kan klappe i hendene, synge, knekke knokene, eller svelge litt vann. Alle disse handlingene produserer forskjellige typer lyder, og dermed lydbølger.
Har Lyd Energi?
ja, lyden har energi. Vibrasjonsbølgene er lydens energi.
Hvordan Kan Vi Høre Lydenergi og Lydbølger?
kilde
Lydbølger reise gjennom luften, eller væsker, eller faste stoffer, og kommer til våre ører. Bølgene reiser inn i ørekanalene våre og fortsetter deretter til trommehinnene våre og får ossiklene våre — tre små bein i ørene — til å vibrere.
Herfra overfører våre nå vibrerende ossikler lydbølgene til vår cochlea. På dette punktet konverterer såkalte hårceller alle disse bølgene til signaler som hjernen vår kan forstå og tolke, eller» høre», hva vi forstår som lyd.
Tenk på å lytte til musikk. La oss spille det samme musikkstykket tre ganger, men under forskjellige forhold. Første gang, lytt til det mens du står i samme rom som stereoanlegget. Sangen skal være tydelig når den beveger seg gjennom luften. Den andre gangen, kjør et bad (nyt!) og lytt til musikken mens du holder hodet og ørene under vann. Lyden endres fordi lydbølger reiser raskere under vann. Og til slutt, lytt til musikken i et tilstøtende rom, med alle dørene stengt.
det samme musikkstykket vil høres forskjellig ut i hvert miljø fordi lydbølger beveger seg gjennom hvert element (luft, vann, vegger) på forskjellige måter.
Hvor Høy Er Lyden?
Lydbølger endres avhengig av lydens lydstyrke. Jo større vibrasjoner, jo høyere lyden, og jo større mengde energi i lydbølgen.
hvis vi lett trykker på bongo-trommelen, gir den færre vibrasjoner — og lite støy-enn om vi slår trommelen med en treskje med all vår makt.
jo større vibrasjonene er, desto større er lydbølgens amplitude. Amplituden er høyden på lydbølgen. En døvende lyd gjør en stor lydbølge med høy amplitude, mens roligere lyder har mindre lydbølger.
både lydstyrke og tonehøyde påvirker det menneskelige øre. Overdreven lydenergi — som har enorme lydbølger-kan forårsake alvorlig smerte og skade oss, og i ekstreme tilfeller gjøre oss døve.
Hvorfor Har Lyder Forskjellige Tonehøyder?
som vi har sett, er en lydbølges støy bestemt av høyden: jo høyere bølgen, jo høyere lyden. En lydbølge er også preget av lengden eller mellomrommet mellom hver bølges topp. Tenk på avstanden mellom vanlige bølger som runde mot kysten.
Lydbølger med topper svært tett sammen produsere høyere pitch lyder. Det er fordi de vibrerer veldig raskt. Musikkinstrumenter som trompeter har høye lyder og skaper lydbølger som er tett sammen.
Omvendt produserer lydbølger med bølgetopper lenger fra hverandre lavere tonehøyde. Disse lydbølgene vibrerer langsommere. En obo eller fagot er musikkinstrumenter med lavere tonehøyde.
en xylofon illustrerer denne toneforskjellen perfekt. De lavere, tyngre og større barene produserer en langsommere lydbølge med større avstand mellom dem enn den høyere tonehøyde på de mindre, lettere barene.
Stemmegafler kommer i forskjellige tonehøyder og størrelser. Jo mindre stemmegaffel, jo høyere tonehøyde (forutsatt at alle materialer som brukes er de samme), og jo større stemmegaffel, jo lavere tonehøyde. Hvis du treffer samme stemmegaffel to ganger, en gang mykt og en gang med kraft, vil det hardere treffede forsøket resonere høyere fordi det har mer lydenergi.
hvis lydens tonehøyde er for høy for det menneskelige øre, kaller vi det ultralyd. Hvis det er for lavt, kaller vi det infrasonisk.
Arkitekter og lydingeniører studerer lydreiser, kalt akustikk, når de designer konsertsaler, kinoer og hvor som helst lyd er viktig. Harde overflater reflekterer lyden godt, skaper ekko, mens mykere overflater som tepper absorberer lyd, reduserer ekko.
Hvordan Måler Vi Lyd?
Lyd måles i desibel, også kjent som lydenergitetthetsnivå eller lydtrykk.
Hva Er Lydens Hastighet?
kilde
Flere faktorer kan påvirke lydens hastighet, som lufttemperatur, materialet lydbølgen passerer gjennom, og lydbølgefrekvensen, for eksempel.
På Jorden, på havnivå, gitt en lufttemperatur på 59 grader Fahrenheit (15 grader Celsius), er lydens hastighet 761,2 mph (1,225 km / t). Lyden beveger seg raskere gjennom varmere luft. Som sådan, jo høyere i atmosfæren du er, jo lavere er ønsket hastighet å bryte lydmuren.
for eksempel var Det første flyet som brøt lydmuren og fløy i supersonisk fart, Et Bell X-1 rakettdrevet forskningsfly. Den 14. oktober 1947 ble flyet slept høyt inn i atmosfæren og utgitt. Det brøt den (lokale) lydmuren på 662 miles per time (1,066 km/t).
en sonisk boom skjer når fly går raskere enn lydens hastighet. En lyd som torden høres fordi luften blir presset til side med stor kraft, og skaper en sjokkbølge. De fordrevne trykkluftpartiklene beveger seg utover i alle retninger, og trykkfrigjøringen fra sjokkbølgen høres som en sonisk bom.
Hva Er Doppler-Effekten?
Lydbølger kan spille triks på ørene i det som kalles Dopplereffekten.
for eksempel har en bil som nærmer deg en høy lydhøyde som senker når den har kjørt forbi deg, til tross for at bilens støyproduksjon ikke endrer seg i det hele tatt. Hvis du satt i bilen, ville du ikke merke noen endring i bilens støy i det hele tatt. Bilens lydbølgelengdefrekvenser forblir de samme gjennom å nærme seg og passere deg.
bilens hastighet når den beveger seg mot deg, gjør imidlertid at lydbølgene treffer øret med raskere hastighet eller frekvens enn kjøretøyet gjør dem. Det gjør motorens tonehøyde høyere. Det motsatte skjer når bilen passerer deg-lydbølgene kommer til øret sakte og med lavere frekvens, noe som gjør at det høres lavere.
Hvorfor Kan Du Ikke Høre Lyd i Rommet?
Rommet er et vakuum, uten luftmolekyler for lydbølger å vibrere. Lyd er en mekanisk bølge, og derfor kan den ikke reise gjennom et vakuum. Det er ingen luftmolekyler i vakuumet som lydbølgen kan vibrere.
Vi kan gjøre det visuelt ved å tenke på et stadion fullt av folk som utfører en stadionbølge. Folket er luftmolekylene, og de beveger seg — eller vibrerer – for å holde stadionbølgen i gang. Lydbølger (stadionbølgen) kan bevege seg når det er luftmolekyler (mennesker).
det er ingen luftmolekyler (mennesker) i vakuum, så lydbølgen kan ikke reise og lage støy, akkurat som det ikke er noen stadionbølge uten folk.
Praktisk Bruk For Lydenergi
kilde
Lydenergi er ikke begrenset til at Vi kan kommunisere og høre hva som skjer rundt oss. Opptak av lyd er en ting, men nå kan vi bruke lydenergi på mange måter for å forbedre vår livsstil.
Hvordan Brukes Lydenergi?
Lydenergi er gunstig energi. Dag-til-dag, lyd energi tillater oss å vite når telefoner ringer, lytte til musikk, kommunisere ved å snakke, og høre en last lastebil tuting sitt horn for å advare om fare. Dette er bare noen eksempler på lydenergi.
Ultralyd-lyd energi vibrasjoner på en tonehøyde for høyt for mennesker å høre-er kritisk for det medisinske feltet. Ultralyd bruker samme ekkolokaliseringsmetode for å vise forventende mødre deres utviklende baby via en skanning.
Ultralyd kan også bryte opp nyrestein eller brukes til å skanne organer.
samtidig lar sonar skip navigere og søke i havene, kartlegge havbunnen eller lete etter sunkne fartøy.
Bruker Ekkolodd Lydbølger?
Sonar står For Lydnavigasjon og Rekkevidde. Sonar har blitt brukt mye til sjøs for å kartlegge havene, finne farer, søk og mer.
Sonar bruker lydbølger fordi lydbølger reiser lenger i vann enn radar eller lys.
Aktivt ekkolodd pulserer lydbølger inn i objekter og «lytter» etter ekko som kan hjelpe til med å kartlegge det undersøkte området. Passiv sonar innebærer å «lytte» for lydbølger i havet, for eksempel andre båter eller hvaler.
Hva Er Forskjellen Mellom Lydbølger og Radiobølger?
vi har sett at lyder er laget av bølger. Når vi hører på radioen, produserer den lyd. Likevel er lydbølger og radiobølger fundamentalt forskjellige fra hverandre.
en radio mottar bølger som overføres. Den kritiske forskjellen mellom lydbølger og radiobølger er at radiobølgen er en type elektromagnetisk bølge. I kontrast er lydbølger vibrasjoner som gjør en mekanisk bølge.
Radiobølger kan også reise gjennom støvsugere, i motsetning til lydbølger. Derfor kommuniserer satellitter Som Voyager 1 med Jorden ved hjelp av radiobølger.
Kan Lydenergi Konverteres til Elektrisk Energi?
source
ja, vi kan konvertere lydenergi til elektrisk energi. Et utbredt eksempel er en mikrofon.
når noen snakker eller synger i en mikrofon, beveger lydenergien seg nedover mikrofonen for å treffe en membran. I sin tur vibrerer membranen, beveger en magnet nær en spole. Mikrofonen produserer nå et elektrisk signal.
det elektriske signalet fra mikrofonen går vanligvis til en høyttaler, og høyttaleren konverterer deretter det elektriske signalet tilbake til lydbølger. Som et resultat har du konsert, karaoke eller konferansehendelse.
Forskning på å snu støy til verdifull elektrisk energi til kraftapparater er på et veldig tidlig stadium. Som sett med mikrofonen, er det mulig, men lyd til elektrisitetskonvertering på gunstige nivåer forblir teoretisk mer enn praktisk.
du kan imidlertid utføre noen ganske fantastiske akustiske levitasjonseksperimenter med lydbølger og lydenergi.
Hvem Oppdaget Lydenergi?
Flere kjente navn har hjulpet i årsaken til å oppdage lydenergi.
- Den greske filosofen Pythagoras eksperimenterte med vibrerende strengegenskaper så tidlig som i det 6. århundre F. KR.
- Aristoteles hypotese at lydbølger forplanter seg i luft gjennom bevegelse av luften.
- Romersk arkitekt ingeniør Vitruvius vellykket utledet lydbølgeoverføringsmekanismer i 1. århundre F. KR ..
- Galileo studerte lydbølger og akustikk i det 16.og 17. århundre, og løftet studien til et vitenskapelig nivå.
- fransk matematiker Marin Mersenne fremmet vibrasjonsstudien, og ga tre lover som danner grunnlaget for moderne musikalsk akustikk.
- Robert Hooke, en engelsk fysiker, var den første til å produsere en lydbølge med en kjent frekvens.
- i slutten av det 17.og tidlig 18. århundre undersøkte studier av fransk fysiker Joseph Sauveur forholdet mellom bølger, tonehøyde og frekvenser. Mange akustiske termer kommer fra hans arbeid.
Hører Dyr Og Mennesker Forskjellige Lydbølger?
kilde
Dyr og mennesker har forskjellige hørselsområder, noe som betyr at Vi hører forskjellige lydbølgeområder fra andre skapninger.
hver art har et hørselsområde, og ofte deles noen av disse områdene. Disse frekvensområdene måles I Hertz (Hz) og Kilohertz (kHz).
Mennesker kan oppdage lydbølger fra 20 Hz til 20 000 Hz.
som en generell regel oppdager mindre pattedyr høyere områder og større dyr lavere områder.
en elefant har en rekkevidde på 16 Hz til 12 000 Hz. Mange lyder de gjør er umulig å oppdage for det menneskelige øret. Kattens rekkevidde er fra 45 Hz til 64 000 Hz — de vil høre ting i det høyere området som mennesker og elefanter vil savne.
Hunder hører ofte høye lyder vi er helt uvitende om fordi deres rekkevidde strekker seg opp til 45 000 Hz.
Lydenergi Former Vår Verden
Lydenergi Er mye mer enn å høre lyder. Vi bruker vår hørsel til å gi mening om lydenergien som omgir oss.
den gamle gåten om et tre som faller i en skog uten noen der for å høre det — gjør det en lyd? Å forstå lydenergi betyr at du vet at det fallende treet får luftpartikler til å vibrere, men det gir ikke lyd. Det gjør lydenergi, og det gjør bare støy hvis du er der for å motta de vibrerende lydbølgene for at hjernen din skal tolke som støy.
for mer fascinerende fakta om energi og naturfenomener, sørg for å bla gjennom Mer Av amigo Energy bloggen.
Brakt til deg av amigoenergy
alle bilder lisensiert Fra Adobe Stock.
Utvalgt bilde: