Exempel på ljudkällor

• Gitarr som vibrerar
• Saxofon som vibrerar
• Högtalare som är satt i vibration tack vare att elektrisk ström växlar i högtalaren
• Stämband är satta i svängning - exempelvis hos en katt som jamar
   

Frekvens och tonhöjd

Om ett föremål sätts i svängning kommer samtidigt omkringliggande luft att sättas i svängning. Ex om man håller en linjal hårt mot ett bord samtidigt som halva linjalen befinner sig utanför bordskanten uppkommer, då linjalens spänns och sedan släpps, ett ljud.

Slår man ihop två metallföremål kommer även dessa att börja vibrera. Detta känner man då man håller i metallföremålen. Ibland känns det så obehagligt att man vill släppa föremålen. Även metallföremålen sätter omgivande luft i svängning. Den svängande luften når våra öron och vi hör en ton. Anledningen till att vi kan höra ljudet beror på att inne i örat så finns det en trumhinna. Trumhinnan är ett litet membran som svänger i samma takt som ljudets förtätningar och förtunningar. Nervimpulser skickas till hörselcentrum i hjärnan.

Om vi istället låter linjalen i föregående exempel sticka ut längre från bordet och därefter slår an den, uppkommer en ton som är lite mörkare. En mörkare ton uppkommer då linjalen svänger färre gånger per sekund. Öronen träffas alltså av färre svängningar per sekund. Vi säger att tonen är lägre, eller att vi har en låg ton. Är istället endast en liten del av linjalen utanför bordskanten och vi slår an den, uppkommer en högre ton. Denna ton svänger fler gånger per sekund. Detta gör att öronen träffas av fler svängningar per sekund.

Hz (Hertz) är en enhet för ljud. Den betyder antal svängningar per sekund.

• Fler svängningar per sekund ger en högre ton (högre frekvens (Hz))
• Färre svängningar per sekund ger en lägre ton (lägre frekvens (Hz))

Då man pratar om höga eller låga toner kan även benämningen tonhöjd användas.
 

Decibelskalas (hörbarhetsgränsen, smärtgränsen och skaderiskgränsen)

Decibelskalan är ett sätt att mäta hur starkt ett ljud är. Ju starkare ett ljud är desto mer ont i öronen får man. I dagligt tal säger man att man ökar volymen på exempelvis en stereoanläggning.

Decibelskalan är uppbyggd så att ex 20 dB är ett dubbelt så starkt ljud som 10 dB. 40 dB är 4 gånger starkare än 20 dB.

Fråga 1: Vad skiljer ett starkt ljud från ett svagt ljud?

Fråga 2: Vad gör man för fel då man säger att man höjer ljudet på stereon?

Fråga 3: Vad skiljer en hög ton från en låg ton?

Hur ljud uppkommer och transporteras genom luften. Ta hjälp av partikelmodellen.

Ljudets fart i luft

Ljudets fart i luft är 340 m/s. Generellt gäller att ju tätare ett ämne är desto fortare går ljudet. Ljudets fart i vatten är 1500 m/s och ljudets fart i stål är 5100 m/s.

Buller, eko och resonans

Buller:
Som synes ovan på den ljudande högtalaren så har vi lika stort avstånd mellan ljudvågorna. Vi har alltså en konstant ton. Hos buller är längden mellan ljudvågorna ojämn dvs. tonen varierar på ett oregelbundet sätt. dessutom varierar amplituden på ett oregelbundet sätt. Upplever man ljudet som obehagligt kallas ljudet för buller.

Eko:
Om man säger ex hej i närheten av en bergvägg, verkar det som om bergväggen envisas med att säga hej tillbaka. Fenomenet kallas för eko. Eko innebär att ljudvågorna studsar mot bergväggen och färdas tillbaka till personen som sade hej.

Resonans:
Om man en stämgaffel slås an uppkommer en klar ton. Då denna frekvens överförs till ett annat föremål så svänger även denna i samma takt. Man säger att föremålet är i resonans med stämgaffeln.

Testa att slå an en stämgaffel (med resonanslåda) samtidigt som du håller en annan stämgaffel (med resonanslåda) nära. Dämpa svängningarna på den startade stämgaffeln och se vad som händer med den andra stämgaffeln. Fenomenet kallas resonans. Testa själv : )
 

Vilket frekvensomfång människan kan höra?

Vi människor kan höra frekvenser mellan 20 och 20.000 Hz. En Herz (1 Hz) innebär en svängning per sekund. 20 Hz innebär 20 svängningar per sekund.
 

Ultraljud och infraljud?

Allt ljud under 20 Hz kallas för infraljud. Detta ljud kan vi inte höra. Forskning har visat att vissa infraljud kan vi må dåligt av och vissa gör att vi blir trötta.

Ultraljud har en frekvens över 20.000 Hz. Dessa ljud kan vi heller inte höra. Vid fosterdiagnostik används dessa ljud. Ultraljudsapparaten skickar ut ultraljud. Ultraljudsapparaten hålls mot mammas mage. Ljudvågorna studsar tillbaka från fostrets olika vävnader inne i mammas mage. Görs detta kontinuerligt kan vi se barnet röra sig på en TV-skärm.

Fladdermöss skickar också ut ultraljud. Ultraljuden studsar mot olika föremål som fladdermusen lokaliserar. Vissa av dessa är tänkbara byten. Ekot kommer tillbaka till fladdermusen. Även hundar kan höra ultraljud. Hundvisselpipor sänder ut ultraljud. Då man blåser i dessa hör vi människor ingenting alls. För hunden däremot, låter det mycket.

Uppdaterad 2007-02-07  //Lars Helge Swahn