https://prezi.com/8gwlosuihp1y/presentation

Η δόνηση ενός σώματος δημιουργεί κίνηση των μορίων του αέρα που βρίσκονται κοντά στο δονούμενο σώμα. Έπειτα, αυτά τα μόρια πιέζουν τα μόρια του αέρα που βρίσκονται πιο μπροστά κ.ο.κ. και έτσι τελικά μεταδίδεται η κίνηση, δηλ. το ηχητικό κύμα. Όταν η πίεση των μορίων του αέρα φτάσει στο τύμπανο του αυτιού (ή σε κάποια συσκευή, όπως το μικρόφωνο), τότε το τύμπανο πάλλεται μετατρέποντας την μηχανική ενέργεια της κίνησης  σε ηλεκτρική ενέργεια που μεταδίδεται στον εγκέφαλο για περαιτέρω επεξεργασία. Στην πράξη, σε όλη αυτή τη διαδικασία δεν υπάρχει κίνηση σωματιδίων, αλλά μετάδοση κινητικής ενέργειας των σωματιδίων που ταλαντώνονται που τελικά φθάνει στο αισθητήριο όργανό μας.

Πως όμως το αυτί μας ξεχωρίζει τους ήχους;
To αυτί διαθέτει σχεδόν 24.000 αραχνούφαντες ίνες(ή χορδές) που είναι τεντωμένες σε μήκος μικρότερο από 15 χιλιοστά του μέτρου! Καθεμία από αυτές τις 24.000 χορδές, όπως και οι χορδές του πιάνου, είναι «κουρδισμένη» σε διαφορετικό τονικό ύψος, συνδέεται με τον εγκέφαλο μας με ένα ξεχωριστό νεύρο και μας κάνει να ξεχωρίζουμε τους διάφορους ήχους! Όταν λοιπόν φτάνει ένας ήχος σε αυτές τις χορδές θέτει σε παλμική κίνηση μόνο τη χορδή που είναι «κουρδισμένη» στο ίδιο τονικό ύψος. Τότε αυτή στέλνει μέσα από το νεύρο που επικοινωνεί με τον εγκέφαλο το μήνυμα…«πάλλομαι»!

Πως διαδίδονται τα ηχητικά κύματα;
Τα ηχητικά κύματα διαδίδονται χρησιμοποιώντας κάποιο  μέσο, συνήθως  τον αέρα, με τις μεταβολές της πίεσης (του αέρα) σε σχέση με το χρόνο. Όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση της αρχικής ομιλίας ή πιο έντονη η πίεση της χορδής, αν πρόκειται για μουσική από έγχορδο, τόσο πιο μεγάλη πίεση δημιουργείται στα μόρια του αέρα και τελικά στο τύμπανο του ανθρώπινου αυτιού. Έτσι, η ένταση του ήχου που αντιλαμβανόμαστε είναι αυξημένη.  Όσο μεγαλύτερη είναι η μεταβολή της πίεσης τόσο αυξάνει η ένταση και όσο πιο γρήγορη είναι η μεταβολή της πίεσης τόσο αυξάνει η συχνότητα και ο ήχος γίνεται πιο οξύς.  Αυτές οι αλλαγές του πλάτους (ένταση) και της συχνότητας (τόνος) είναι οι δύο βασικοί παράγοντες του ήχου.

Άλλες συνθήκες όπως ο περιβάλλον χώρος (για παράδειγμα το δωμάτιο) και η πηγή του ήχου, συμβάλουν στη μορφοποίηση του χαρακτήρα του ήχου, επηρεάζοντας το πλάτος και τη συχνότητα που είναι τα δύο βασικά στοιχεία που μας ενδιαφέρουν.

Κάθε ήχος έχει ένα σύνολο από χαρακτηριστικά, κάποια εκ των οποίων εξαρτώνται από την υποκειμενική αντίληψη των ανθρώπων, ενώ κάποια είναι ανεξάρτητα αυτής.

Συχνότητα

Η συχνότητα ενός ηχητικού κύματος εκφράζει το πόσο γρήγορα δονείται αυτό που παράγει τον ήχο. Μια χορδή που ταλαντώνεται 30 φορές το δευτερόλεπτο παράγει έναν ήχο 30 Hz.

Ο άνθρωπος μπορεί να ακούσει ήχους μεταξύ περίπου 20 Hz και 20 kHz. Ήχοι μικρότεροι από 20 Hz ονομάζονται υπόηχοι, ενώ ήχοι μεγαλύτεροι από 20 kHz υπέρηχοι. Το εύρος της ανθρώπινης ακοής όμως δεν είναι ιδιαίτερα μεγάλο. Για παράδειγμα οι σκύλοι μπορούν να ακούσουν μέχρι και 45 kHz, ενώ οι γάτες μέχρι και 64 kHz.  Όσο μεγαλώνουμε βέβαια τόσο πέφτει το άνω όριο των συχνοτήτων που μπορούμε να ακούσουμε.

Όσο αυξάνει η συχνότητα τόσο περισσότερο ψιλός και διαπεραστικός είναι ο ήχος. Οι ήχοι που ακούμε καθημερινά βέβαια σπάνια είναι μίας μόνο συχνότητας, αλλά ένας συνδυασμός συχνοτήτων, γι’ αυτό και συνήθως δεν ακούγονται ενοχλητικοί.

Υπόηχοι παράγονται στη φύση από θαλάσσια κύματα (υπόηχοι <1 Hz), τσουνάμι, καταιγίδες, σεισμούς, ηφαίστεια, χιονοστοιβάδες, ισχυρούς ανέμους (μέχρι τα 135 dB σε ταχύτητα ανέμου 100 km/h και μέχρι τα 110 dB σε ταχύτητα ανέμου 25 km/h), αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση (< 1Hz στα 100 dB) κτλ. Η πρώτη καταγεγραμμένη παρατήρηση φυσικών υποήχων σημειώθηκε μετά την ηφαιστειακή έκρηξη στο νησί Κρακατόα (Krakatau), το 1883, και ήταν ένας από τους βασικούς λόγους που έστρεψαν την επιστήμη στη συνεχή μελέτη των φυσικά παραγόμενων υποήχων και τις αντίστοιχες επιπτώσεις αυτών στο περιβάλλον και τον άνθρωπο.

Οι οδηγοί και οι επιβάτες που  χρησιμοποιούν μοτοσικλέτα, εκτίθενται σε υποηχητικά κύματα ηχητικής στάθμης έντασης έως και 120 db! Σε ελικόπτερα ή άλλα αεροσκάφη, όπως και σε υποβρύχια, τα υποηχητικά κύματα στα οποία εκτίθενται οι επιβάτες μπορεί να φτάσουν και την ένταση των 145 db. Οι διάφορες μηχανές που χρησιμοποιούνται σε εργοστάσια εκπέμπουν υπόηχους συχνότητας 10 – 20 Hz σε ηχητικές στάθμες που μπορεί να φτάσουν τα 110 db, ενώ κάποιες από αυτές (όπως π.χ. ένα τρυπάνι που χρησιμοποιείται για το σπάσιμο της πέτρας σε ορυχεία) μπορεί να φτάσουν τα 127 db! Στις καμπίνες των οδηγών αυτοκινήτων ή αλλων μέσων (τρένων, αεροσκαφών κτλ), η εκπομπή υποηχητικών κυμάτων κυμαίνεται σε επίπεδα στάθμης έντασης 90 – 110 db, ενώ για παράδειγμα σε απόσταση 20 m, από ένα σιδηρόδρομο, η ηχητική στάθμη έντασης των υποηχητικών κυμάτων που παράγονται κατά τη λειτουργία του τρένου, μπορεί να φτάσει τα 85 – 100 db. Για αυτό, και η εκπομπή υποηχητικών κυμάτων και η έκθεση ουσιαστικά σε επικίνδυνα ηχητικά επίπεδα αυτών δεν αφορά μόνο τα άμεσα εκτιθέμενα άτομα (οδηγοί, εργαζόμενοι κτλ), αλλά και τα άτομα που ζουν κοντά σε περιοχές όπου υπάρχουν τέτοιες πηγές υποήχων (κοντά σε αυτοκινητόδρομους, σιδηροδρομικούς σταθμούς, αεροδρόμια, βιομηχανικές περιοχές κτλ).

Άλλο παράδειγμα είναι και η ναυτία που προκαλείται όταν κάποιος βρίσκεται σε ένα πλωτό μέσο και η οποία οφείλεται στην αρνητική επίδραση των θαλάσσιων υποηχητικών κυμάτων, κατά πάσα πιθανότητα και της μηχανής του μέσου, η οποία μπορεί να παράγει υπόηχους κατά τη λειτουργία της. Κυρίως οι συχνότητες από 7 – 20Hz, όταν εκπέμπονται σε μεγάλες ηχητικές εντάσεις, μπορούν να επιδράσουν άμεσα στο κεντρικό νευρικό σύστημα του ανθρώπινου οργανισμού, προκαλώντας αποπροσανατολισμό, μειωμένη αντίληψη του χώρου, έντονη ανησυχία, μειωμένη διαύγεια σκέψης, ζάλη, ίσως και δυσκολία στην άρθρωση.

Η συχνότητα των 7 – 8Hz, γνωστή και ως “brown note” ή “brain alpha wave’, είναι η πιο επικίνδυνη αφού αποτελεί τη συχνότητα συντονισμού του ηλεκτρικού εγκεφαλικού κύματος “άλφα” (alpha)5, αλλά και των περισσοτέρων οργάνων στην κοιλιακή και θωρακική κοιλότητα του ανθρώπινου σώματος. Έκθεση, λοιπόν, σε αυτήν τη συχνότητα μπορεί να προκαλέσει και άλλα συμπτώματα εκτός των παραπάνω, όπως πόνο στο στήθος ,δύσπνοια, ρίγη, στομαχικές διαταραχές, ναυτία, πανικό έως και λιποθυμία, ενώ με μια εκτεταμένη σε αυτήν έκθεση μπορεί ένας άνθρωπος να καταλήξει σε κώμα.

Παρόμοια συμπτώματα απαντώνται και στο υπόλοιπο του εύρους υποήχων, δηλαδή στα 10 Hz – 20Hz, με χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτών της συχνότητας των 19 Hz. Η συχνότητα αυτή αποτελεί τη συχνότητα συντονισμού του ανθρώπινου ματιού. Έτσι, η έκθεση σε αυτήν, μπορεί να προκαλέσει μειωμένη ευκρίνεια όρασης καθώς και οφθαλμαπάτες.

 Πηγή

https://elsito.gr/index.php/science/item/373-infrasounds

Απoσπάσματα από τη διπλωματική εργασία (2011), Κεφ.2: »Υπόηχοι. Πηγές υποήχων και επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου», της σπουδάστριας Σαλούστρου Ευαγγελίας του Τμήματος Μουσικής Τεχνολογίας και Ακουστικής του ΤΕΙ Κρήτης.

«Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι ο ήχος χαμηλής συχνότητας μπορεί να δημιουργήσει ανησυνήθιστες εμπειρίες στους ανθρώπους, παρόλο που δεν μπορούν συνειδητά να αντιληφθούν τον υπόηχο» εξηγεί στο Reuters ο επικεφαλής των ερευνητών Ρίτσαρντ Ουάισμαν.

«Ορισμένοι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι αυτό το επίπεδο ήχου μπορεί να υπάρχει σε ορισμένες υποτίθεται στοιχειωμένες τοποθεσίες και να δημιουργήσει αλλόκοτες αισθήσεις που αποδίδονται σε φαντάσματα. Τα ευρήματά μας υποστηρίζουν αυτή την άποψη» σχολιάζει ο καθηγητής Ψυχολογίας.

Υπόηχοι παράγονται από καταιγίδες, ανέμους, από τον αέρα καθώς διέρχεται από στενούς χώρους, καθώς και από κάποιους τύπους σεισμών. Ορισμένα ζώα, όπως οι ελέφαντες, χρησιμοποιούν υπόηχους για να επικοινωνούν από μεγάλες αποστάσεις.

Υπόηχους παράγει επίσης το εκκλησιαστικό όργανο. «Έχει προταθεί ότι επειδή ορισμένα εκκλησιαστικά όργανα σε εκκλησίες και καθεδρικούς παράγουν υπόηχους, αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει στους ανθρώπους εμπειρίες τις οποίες αποδίδουν στο Θεό» αναφέρει ο Ουάισμαν.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Χέρτφορνσάιρ στη νότια Αγγλία διερεύνησαν την επίδραση των υπόηχων στη διάρκεια συναυλίας στο Λονδίνο. Χρησιμοποίησαν μια σφυρίκτρα μήκους επτά μέτρων για να διανθίσουν με υπόηχους των 17 Hz σύγχρονα μουσικά κομμάτια. Η έντασή τους κυμαινόταν από έξι έως οκτώ ντεσιμπέλ.

Οι 750 ακροατές δεν γνώριζαν σε ποια από τα τέσσερα κομμάτια που άκουσαν είχαν προστεθεί υπόηχοι. Όταν αργότερα τους ζητήθηκε να περιγράψουν τι αισθάνθηκαν ακούγοντας τη μουσική, ανέφεραν σε ποσοστό 22% περισσότερα παράξενα αισθήματα για τα κομμάτια που είχαν εμπλουτιστεί με υπόηχους.

Στις αναφορές τους περιλαμβανόταν άγχος, ακραία θλίψη, ανατρίχιασμα στην πλάτη, νευρικότητα, αποστροφή και φόβος.

Πηγές

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ

https://www.in.gr/2003/09/08/b-science/oi-ypoixoi-mporoyn-na-prokalesoyn-allokota-aisthimata/

Οι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται ευρύτατα στην Ιατρική για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς. Ο υπέρηχος που χρησιμοποιείται για θεραπευτικούς σκοπούς έχει συχνότητα 0,7 – 3,3 MHz και η μέγιστη απορρόφησή του γίνεται σε βάθος 2 -5 εκ. από την επιφάνεια του δέρματος. Οι υπέρηχοι διαδίδονται με μορφή ελαστικών κυμάτων, τα οποία απορροφούνται σε μεγάλο ποσοστό από τον αέρα. Γι’ αυτό στη θεραπευτική εφαρμογή θα πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα, ώστε να μην παρεμβάλλεται αέρας μεταξύ της κεφαλής εκπομπής υπερηχητικών κυμάτων και της περιοχής που πάσχει. Στην ιατρική, οι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται ως διαγνωστική μέθοδος, για την ανίχνευση όγκων και οιδημάτων, καθώς και για εξωσωματική λιθοτριψία. Οι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται σε συσκευές απεικόνισης του εσωτερικού ενός ανθρώπου και άλλων αντικειμένων. Μια σημαντική εφαρμογή είναι η απεικόνιση του έμβρυου στις έγκυες γυναίκες. Οι υπέρηχοι παράγονται από κάποιο κρύσταλλο που δονείται εξαιτίας του πιεζοηλεκτρικού φαινόμενου. Μέσα στο σώμα ο υπέρηχος ανακλάται στις περιοχές όπου υπάρχει μεγάλη αλλαγή στην πυκνότητα. Ο παλμός που ανακλάστηκε επιστρέφει στον κρύσταλλο, ο οποίος πάλλεται και παράγει μια ηλεκτρική ώση, η οποία απεικονίζεται με κατάλληλη συσκευή (οθόνη).

Άλλες εφαρμογές των υπερήχων είναι οι συγκολλήσεις, οι καθαρισμοί και οι μη καταστροφικοί έλεγχοι. Οι υπέρηχοι αποτελούν μια από τις σημαντικότερες μη καταστροφικές μεθόδους ελέγχου υλικών.

Ειδικότερα στη βιομηχανία, οι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση ρωγμών και δομικών ατελειών, την ομογενοποίηση του σκυροδέματος, τον καθαρισμό κοσμημάτων, εξαρτημάτων και υφασμάτων, την παλαίωση οίνων, την επιτάχυνση φυσικο-χημικών διεργασιών (διασπορά, κατακρήμνιση, γαλακτοματοποίηση), κτλ.

Η θεραπεία με υπέρηχους είναι μία από τις πιο διαδεδομένες θεραπείες στα ινστιτούτα για βαθιά ενυδάτωση, θρέψη, αντιγήρανση και τόνωση της επιδερμίδας. Η σωστή χρήση τους όμως είναι πολύ σημαντική γιατί με τα ακατάλληλα προϊόντα την λανθασμένη συχνότητα και χρόνο χρήσης μπορεί να κάνουν ζημία αντί για καλό.

Επίσης οι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται στα Σόναρ για την ανίχνευση κίνησης, μορφολογίας εδάφους ή προσδιορισμό βάθους του βυθού σε ένα  σημείο.

Πηγές

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A5%CF%80%CE%AD%CF%81%CE%B7%CF%87%CE%BF%CF%82