Vad är ljud?
Ljud skapas av vibrationer
När en gitarrist spelar på en sträng börjar den att
svänga snabbt fram och tillbaka - den vibrerar och du
hör ett ljud.
När du sjunger är det dina stämband som vibrerar och
när du spelar trummor är det trumskinnen som
vibrerar.
Ljudvågor
  Ljudvågor i luften
• När strängen vibrerar pressar den samman luften.
• Molekylerna i luften pressas närmare , tätare intill varandra.
• Vi säger att luften förtätas och förtunnas. Beroende på om strängen
rör sig upp eller ner.
• Den vibrerande gitarrsträngen skapar vågor av tätare och tunnare luft
som sprider sig åt alla håll i luften. Det uppstår ljudvågor.
förtätning förtunning
Ljud kräver materia
När vi spelar på en gitarr knuffar strängarna
till de allra närmaste molekylerna i luften.
De knuffar i sin tur till andra molekyler lite
längre bort och så vidare.
Det uppkommer en kedjereaktion som vi
kallar ljudvåg.
Varje molekyl rör sig bara en kort sträcka
oavsett om ljudvågen färdas i luft, vatten eller
något annat ämne.
I vakuum finns inga molekyler som kan
knuffa varandra. Därför kan det inte bildas
något ljud. På månen är det vakuum.
VÅGOR
  Transversella vågor
ex elektromagnetiska vågor, ljusvågor
kan färdas genom vaakum, därför färdas
solljuset genom rymden till oss.
VÅGOR
  Longitudinella vågor
består av förtätningar och förtunningar
mellan molekylerna i ett medie (materia).
Ljudets hastighet i luft
Om luften har temperaturen +20 grader är ljudets
hastighet 340 m/s.
Om temperaturen sjunker till -20 grader sjunker
ljudets hastighet till 319 m/s.
1 mach är ljudets fart vid gällande höjd och
temperatur (kan alltså variera)
Ljudets hastighet i andra material
Ju tätare materialet är desto snabbare går ljudet.
I vatten rör sig ljudet med 1460m/s
I glas rör sig ljudet med 4500m/s
I vakuum kan inte ljudet fortplanta sig (röra sig framåt)
inget ljud hörs.
VÅGLÄNGD
  Våglängden är avståndet mellan ljudvågornas toppar
eller dalar. Den mäts i meter.
FREKVENS
Frekvensen är ett mått på hur snabbt ljudvågorna
svänger eller rör sig per sekund. Frekvensen
mäts i Hertz (Hz).
Hz = svängningar/sekund
Människans hörsel
  Människan hör ljud som uppstår inom 20Hz till
20 000Hz
  Det betyder alltså att trumhinnan svänger från 20
vibrationer/sekund till 20 000 vibrationer/sekund
Infraljud och Ultraljud
Långa ljudvågor som svänger 0-19 Hz kallas infraljud.
Mycket korta ljudvågor som svänger 20 001-100 000 Hz
kallas ultraljud.
Ultraljud kan användas för att undersöka foster eller att
undersöka om det finns sprickor i ex. långa rör som är
nedgrävda i marken
Visselpipor för hundar ger ultraljud
Ljudnivå (styrkan av ett ljud) mäts i decibel (dB)
Ljudnivå kan mätas från 1dB till 194dB.
10 dB är det svagaste ljud örat kan uppfatta
130dB är örats smärtgräns
Decibelskalan fungerar så att för varje 10 dB den ökar
fördubblas ljudstyrkan.
ex. 70dB är dubbelt så mycket som 60dB
Ljud - sammanfattning
  Höga och låga toner – desto snabbare en
svängning är, desto högre (ljusare) ton
  Frekvens anger hur snabba svängningarna är.
  Svängningarna mäts i Hertz (Hz) 440 Hz betyder
440 svängningar/sekund
  Hörbart ljud 20Hz – 20 000Hz
  Desto större svängning en ljudkälla gör, desto
starkare blir ljudet.
  Ljudnivåer mäts i enheten decibel (1 dB)
  Starka ljud orsakar hörselskador – särskilt under
längre tid.
Ljud hörbart eller inte
Infraljud
Ultraljud
Har lägre frekvens än
hörbart ljud 20 Hz
Har högre frekvens än
hörbart ljud 20 000 Hz
Har längre våglängd än Har kortare våglängd än
hörbart ljud
hörbart ljud
Kan färdas långt –
infraljudet från flygplan
i Mellaneuropa kan
mätas i Sverige
Används som ekolod och
i apparater som avbildar
foster i livmodern
Får stora fönster att
röra sig så de darrar
Är lätt att skärma av
Kan vara sövande och
orsaka illamående
Sänds ut av fladdermöss,
som utnyttjar ekot
Kan användas vid
rengöring
Båda rör sig i samma hastighet som hörbart ljud
Dopplereffekten
Tänk dig att en brandbil kör mot dig med påslagna sirener. De
ljudvågor från sirenerna som når dina öron färdas i samma
riktning som brandbilen. Ljudvågor pressas samman. Det bildas
då en ton med högre frekvens än vad sirenen egentligen har.
När brandbilen passerat dig blir det tvärtom. Brandbilen åker då
ifrån sirenens ljudvågor och de tänjs ut. När våglängden ökar
bildas en ton med lägre frekvens än vad sirenen egentligen har.
Detta fenomen kallas för dopplereffekten och gör att ljudet blir
förvrängt om ljudkällan rör sig.
Toner och buller
Starka och svaga toner
Höga och låga toner
En svag ton
En lång våglängd ger en låg ton
Lika lång våglängd
En stark ton
Ljud som är störande kalls
En kort våglängd ger en hög
ton
Ordet ton finns med på många ställen..
Om ljudnivån i dB ökar eller minskar, ändras tonstyrkan
Om frekvensen i Hz ökar eller minskar, ändras tonhöjden
Låga toner från ex. bashögtalare har låg frekvens, dvs
lågt antal svängningar/sekund
Höga toner från ex. diskanthögtalare har hög frekvens,
dvs högt antal svängningar/sekund
Toner eller Buller?
Regelbundna svängningar av luftens molekyler kallas
toner
Oregelbundna svängningar av luftens molekyler kallas
buller. Buller är skadligt och kan leda till att en person får
tinnitus eller allvarligare hörselskador.
Resonans betyder medsvängning. Det uppstår
exempelvis när en gitarrsträng får gitarrens trälåda att
vibrera
Eko och resonans
Ljudvågor som möter hinder kan fångas upp av
hindret, men även studsa tillbaka. Det som
studsar tillbaka kallas EKO.
Ljud reflekteras mot tomma
vägar medan det fångas upp
av mjuka möbler (samt
mattor och gardiner). Man
säger att ljuder Absorberas.
Fladdermöss och ekolod
De sänder ut ljudsignaler och
orienterar sig med hjälp av ekot.
Det reflekterande ljudet ger en
bild av hur omgivningen ser utBåtar kan ha ekolod som mäter
tidsskillnad mellan signal och eko
och räknar om den till ett
avstånd.
När man får något att
svänga i samma takt
kallas det Resonans.
Eko
Ett eko uppstår om ljudet träffar en yta som är så
hård och tät att den inte börjar svänga. Då studsar
ljudet tillbaka dit det kom ifrån.
ex. berg , betong, kala väggar i ett rum,