Mikä on äänienergia?

Nämä hiukkaset törmäävät seuraaviin ilmamolekyyleihin
Nämä hiukkaset törmäävät seuraaviin ilmamolekyyleihin ja sitten takaisin sen vieressä oleviin hiukkasiin.

Kun puhumme energiasta, mieleen tulee monia asioita. Konteksti on itse asiassa rajattu asioihin, jotka ovat usein osa jokapäiväistä elämäämme. Riippumatta siitä, tiedämmekö sen olemassaolon, energia on aina yksi tieteen käsitteistä, jota kaikki käsittelevät. Kuten useimmat tutkijat ovat määrittäneet, energia on kyky tuottaa työtä, jossa työtä tehdään, kun energiansiirto tapahtuu kohteen liikkumiseksi tietyssä pisteessä. Sellaiseksi määriteltynä energia voidaan tunnistaa eri muodoissa, jotka voidaan luokitella pääasiassa kineettisiksi tai potentiaalisiksi.

Valon, mekaanisen liikkeen ja lämpöenergian lisäksi yksi ylimääräinen todiste energian olemassaolosta on äänienergia. Vaikka heiluri todistaa energian olemassaolon liikkeensä kautta, lentokone voi todistaa, että lentoonlähdössä on äänienergiaa. Tietyn väliaineen läpi kulkevien äänivärähtelyjen kautta muodostuva energia tunnetaan äänienergiana. Ääni syntyy periaatteessa kohteen liikkeestä tai tärinästä; siten kohteen liikkumattomuus ei aiheuta ääntä. Kun esine värisee, myös sen ympärillä olevat ilmamolekyylit värisevät. Tämä tapahtuu siten, että kukin molekyyli liikkuu etäisyydellä, joka on riittävän lähellä muiden ilmamolekyylien törmäämistä.

Kuvaa äänienergiaa

Tietyn väliaineen läpi kulkevien äänivärähtelyjen kautta muodostuva energia tunnetaan äänienergiana
Tietyn väliaineen läpi kulkevien äänivärähtelyjen kautta muodostuva energia tunnetaan äänienergiana.

Yksi hyvä esimerkki äänienergian havainnollistamisesta on kellon soitto. Kun kello värisee, se pyrkii kolahtelemaan ilmapartikkeleita sen lähellä. Nämä hiukkaset törmäävät seuraaviin ilmamolekyyleihin ja sitten takaisin sen vieressä oleviin hiukkasiin. Prosessi jatkuu, kunnes ilmamolekyylit törmäävät henkilön korvan viereen. Tällä hetkellä henkilön korva on äänen värähtelyalueella. Vasta sitten henkilö kuulee ja tulkitsee äänen.

Jos kuvitat vedelle heitettävän kiven, huomaat, että aaltoja muodostuu. Voimme liittää tämän ilmiön ääniin. Tällöin esiintyy taajuuden käsite. Kun puhumme matalataajuisista nuoteista, se tarkoittaa, että värähtelyt ovat hitaita. Toisaalta nopeat äänivärähtelyt luovat korkeataajuisen nuotin. Tämän lisäksi pidämme melua äänenä. Tällöin toistetaan epäsäännöllisiä ääniaaltoja.

On huomionarvoista, että äänen nopeus riippuu väliaineesta, jonka läpi se kulkee. Sanotaan, että kolmen median joukossa ääni kulkee nopeimmin kiintoaineiden läpi ja hitaimmin kaasujen läpi. Tämä johtuu siitä, että kiinteissä väliaineissa on pienikokoisia hiukkasia, jotka helpottavat ja nopeuttavat kolahtaa toisiinsa verrattuna nestemäisiin ja kaasuisiin. Päinvastoin, kaasumolekyyleillä, jotka ovat kaukana toisistaan, on pienin taipumus törmätä toisiinsa tuottamaan äänen värähtelyjä. Vedessä ääni kulkee nopeammin kuin ilman kautta. Tämä on syy tehokkaaseen ja vaikuttavaan ruokinta- ja viestintätapaan pitkiä matkoja valtameressä asuvilla eläimillä. Sen lisäksi, että ääni kulkee väliaineen läpi, lämpötila vaikuttaa myös äänen nopeuteen.

FacebookTwitterInstagramPinterestLinkedInGoogle+YoutubeRedditDribbbleBehanceGithubCodePenWhatsappEmail