Come viaggiano le onde sonore?

9a scienza laurea, un po 'più avanzato

Le onde sonore sono essenzialmente variazioni di pressione che esistono, in questo esempio, nell'aria, che è fatta di molecole. Per aiutare a visualizzare la natura delle onde sonore, immagina te stesso in una vasca d'acqua con un giocattolo di plastica che fluttua davanti a te. Se crei onde spingendo la mano sulla superficie dell'acqua, le onde spingono la barca e la spostano da un'estremità all'altra della vasca. Ora pensa alle onde e alla barca come se fosse sana. Se le onde si muovono, anche la barca si muove (che è il suono). Più grande è l'onda, più la barca si muoverà su e giù e viaggerà più lontano perché le onde sonore, come le molecole che vibrano, si dissipano a distanza. Ora, se fossi in una grande piscina, avresti bisogno di onde più grandi per spingere la barca (suono) verso l'altra estremità.

È ora di giocare a domino

Quando una vibrazione fa vibrare le molecole, non è la prima molecola ad essere eccitata che raggiunge l'orecchio saltando tutte le altre molecole. Invece, quando quella molecola è eccitata e salta, inizia a collegare tutte le molecole intorno a esso che a loro volta sono collegate al seguente. Ora metti i pezzi del tuo domino in una linea, abbastanza vicini in modo che quando cade il primo, cade il secondo e poi il secondo sul terzo e così via. Ora spingi il primo e questo farà cadere tutta la linea. Ora invece di una linea retta, crea un motivo in Y usando alcuni dei pezzi. Nella parte superiore della Y inizia altri due rami e nella parte superiore di quei rami fai la stessa cosa finché non finisci i pezzi. Ancora una volta, riprendi il primo pezzo e guarda come tutti gli altri cadono e metti insieme l'albero in Y che hai costruito. Questo ti mostra in modo più preciso come le onde sonore non si muovono solo in linea retta, ma anche in modo sferico o conico.

È tempo di riporre i giocattoli

Per far viaggiare il suono, ha bisogno di un mezzo che contenga molecole. Può essere acqua, acciaio, cemento o qualsiasi altra cosa che abbia le molecole abbastanza vicine l'una all'altra in modo che possano vibrare e trasmettere il suono. Infatti, più le molecole sono vicine, più veloce sarà il suono. Questo è il motivo per cui quando metti l'orecchio sulle tracce di un treno lo senti avvicinarsi molto prima di sentire il suono nell'aria. Le molecole di acciaio sono molto più strette tra loro rispetto a quelle dell'aria. Questo è anche il motivo per cui non c'è suono nello spazio. Le molecole nello spazio sono così distanti l'una dall'altra che quando una di esse è vicina a una vibrazione, inizia a danzare con la vibrazione del rumore, ma non ha altre molecole da attraversare la vibrazione. In particolare, non ci sono mezzi con i quali le onde sonore possano viaggiare.

All'università

Quando le onde sonore viaggiano da una sorgente, sono conosciute come onde di compressione. A causa dello stato eccitato delle molecole, si comprimono mentre vibrano. Tuttavia, una volta passata la vibrazione, le molecole che vengono lasciate indietro smettono di vibrare perché hanno trasferito l'energia. Quelli lasciati alle spalle sperimentano una rarefazione. Questa è una spiegazione più tecnica di ciò che gli scienziati intendono quando parlano di onde sonore. Questo assomiglia a questo e può essere schematizzato come un grafico bidimensionale.

Perché ascoltiamo le cose

Quando queste molecole vibranti raggiungono l'orecchio esterno, entrano in un imbuto nell'orecchio interno, dove una sottile membrana estesa "intrappola" le vibrazioni, che sono delle fluttuazioni nella pressione dell'aria. Il corpo poi li traduce in segnali elettrici che vengono trasmessi al cervello, che finisce per decifrarli. È un processo abbastanza complesso, ma questa è la base.