Cum ajunge un sunet până în urechea ta?
Când vorbești, aerul din fața gurii tale începe să tremure. Tremurul pleacă în toate direcțiile și ajunge în urechea cuiva. Hai să-l urmărim.
Totul începe cu un tremur
Pune-ți degetele pe gât și spune „aaaa”. Simți un bâzâit: corzile vocale vibrează de sute de ori pe secundă. Orice sunet începe la fel. Ceva tremură: coarda unei chitare, pielea unei tobe, aripile unui țânțar.
Obiectul care tremură împinge aerul de lângă el, iar aerul îl împinge pe cel de lângă el. Aerul nu pleacă nicăieri: doar se strânge și se răsfiră, ca un val. Valul ajunge la urechea ta.
Vibrațiile rapide le auzi ca sunete înalte, subțiri. Vibrațiile lente le auzi ca sunete joase, groase. Cu cât un val împinge aerul mai tare, cu atât sunetul e mai puternic.
La o chitară, coarda scurtă vibrează mai repede și sună mai înalt. Corzile vocale ale copiilor sunt mai scurte și mai subțiri decât ale adulților, de aceea au voci mai subțiri.
Numărul de vibrații pe secundă se numește frecvență și se măsoară în herți (Hz). Un om tânăr aude, aproximativ, între 20 și 20.000 de herți. Cu vârsta, limita de sus scade, așa că adulții nu mai aud unele sunete foarte înalte pe care copiii încă le aud.
Sub 20 de herți sunt infrasunetele, pe care le folosesc elefanții. Peste 20.000 sunt ultrasunetele, folosite de lilieci și de aparatele de ecografie.
Cât de repede aleargă un sunet
Prin aer, la temperatura camerei, sunetul parcurge cam 343 de metri pe secundă, adică aproximativ 1.200 de kilometri pe oră. Lumina e de aproape un milion de ori mai rapidă. De aceea, la o furtună, vezi întâi fulgerul și abia apoi auzi tunetul.
Un truc: numără secundele dintre fulger și tunet și împarte la 3. Afli cam la câți kilometri e furtuna.
În spațiul cosmic nu e aer și nici altceva care să vibreze. Acolo sunetul nu are pe ce să călătorească, deci explozia unei stele e complet tăcută pentru cine ar sta lângă ea.
Drumul prin ureche
Urechea de afară prinde valurile ca o pâlnie. Ele lovesc timpanul, o pieliță subțire întinsă ca pielea unei tobe, care începe să vibreze.
Vibrația trece prin trei oscioare: ciocanul, nicovala și scărița. Scărița e cel mai mic os din corpul tău, de aproximativ 3 milimetri. Apoi vibrația ajunge în cohlee, un tub răsucit ca un melc, plin cu lichid.
În cohlee stau mii de celule cu firișoare fine, numite celule ciliate. Când lichidul se mișcă, firișoarele se îndoaie și celulele trimit semnale electrice prin nervul auditiv spre creier. Fiecare zonă a cohleei răspunde la alte frecvențe: la intrare cele înalte, spre vârf cele joase.
La om, celulele ciliate distruse nu cresc la loc. De aceea sunetele foarte puternice, ascultate mult timp, pot strica auzul pentru totdeauna.
O regulă simplă pentru căști: dacă cel de lângă tine îți aude muzica, e prea tare. Urechile nu se plâng pe loc. Se plâng peste ani.
Fapt sau legendă?
„Liliecii sunt orbi și se orientează doar după sunet.”
„Cântecul unor balene se aude prin apă de la sute de kilometri.”
„În filmele cu nave spațiale, exploziile se aud pentru că așa sună și în realitate.”
Experiment: telefonul din pahare
Nu se știe încă
La păsări și la unii pești, celulele ciliate distruse cresc la loc, iar auzul revine. La oameni și la celelalte mamifere, nu. Cercetătorii încearcă să afle ce oprește creșterea și dacă un medicament sau o terapie cu gene ar putea-o porni din nou. Până acum, nicio metodă nu e gata de folosit.
Testul lui Kokodel
- Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M. The Feynman Lectures on Physics, vol. I, cap. 47: „Sound. The wave equation”, 1963.
- Purves D. et al. Neuroscience. Oxford University Press.
- Organizația Mondială a Sănătății, Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor. Global standard for safe listening devices and systems, 2019.
- Encyclopaedia Britannica. Echolocation; Speed of sound.