Garso rūšys
Pasirodo, yra garsų, kurių mes negirdime. Kokie tai garsai? O kokius garsus galime girdėti? Atsakymą pateikia garso rūšių skalė (1.6.1 pav.). Garso bangos pagal jų dažnį skirstomos į infragarsą, girdimąjį garsą, ultragarsą. Garsas, kurio dažnis mažesnis už žmogaus girdimumo ribą, yra vadinamas infragarsù. Garsas, kurio dažnis didesnis už žmogaus girdimo garso ribą, vadinamas ultragarsù. Nei infragarso, nei ultragarso mes negirdime.
Infragarsas
Infragarsù vadinamos žemojo dažnio garso bangos (1.6.1 pav.). Infragarso bangų dažnis yra mažesnis nei 20 Hz. Tai ilgos garso bangos. Jų ilgis siekia daugiau nei 20 metrų. Infragarso bangų mes negirdime, o, pavyzdžiui, drambliai infragarso signalais bendrauja tarpusavyje ir gali perduoti informaciją dideliais atstumais.
Žmogui infragarsas yra pavojingas. Jis gali sukelti nemalonių pojūčių, netgi mirtį. Saugaus infragarso ribas nustato Lietuvõs higienos normos. Lietuvojè nustatyta infragarso dažnių norma yra nuo 8 iki 20 Hz, o garsio norma – nuo 95 iki 74 dB. Žmogus taip pat yra infragarso šaltinis. Eidami, bėgdami, supdamiesi sūpynėmis jūs sukeliate nuo 74 iki 110 decibelų infragarsą.
Žmogaus vidaus organai minkštaisiais audiniais yra pritvirtinti prie kūno ir gali svyruoti. Vidaus organų (širdies, inkstų, kepenų ir kt.) svyravimų dažnis yra mažesnis nei 12 Hz. Žmogaus akies obuolio virpesių dažnis yra apie 18 Hz. Nemalonių pojūčių atsiranda, kai žmogaus kūno dalių virpesių dažnis sutampa su išorinių infragarso bangų dažniu.
Mūsų aplinkoje infragarsą sukelia viršgarsiniai lėktuvai, reaktyviniai varikliai, kompresoriai, laivų sraigtai, sprogimai, ugnikalnių išsiveržimas, vėjo jėgainės (1.6.2 pav.) ir gyvūnai. Vėjo jėgainės yra atsinaujinančiosios energijos šaltinis, tačiau sukelia santykinai mažą infragarsą, palyginti su kitais žmogaus sukurtais infragarso šaltiniais. Infragarsas registruojamas specialiais mikrofonais, geofonais su elektronine signalų apdorojimo įranga.
Infragarsas taikomas Žemės plutos virpesių, vandenynų ar atmosferos tyrimams. Infragarsu numatomos audros vandenynuose, jūrose, jis taikomas povandeniniam ryšiui. Infragarsas buvo pasitelkiamas ir karo tikslais kaip ginklas.
Ultragarsas
Ultragarsù vadinamos aukštojo dažnio garso bangos (1.6.1 pav.). Jų dažnis didesnis nei 20 000 Hz. Ultragarso šaltiniai gali būti gamtiniai (lietus, griaustinis, banginiai, delfinai, šikšnosparniai) ir dirbtiniai (ultragarso prietaisai, sirenos). Šikšnosparniai siunčia trumpus ultragarso signalus (iki 250 kartų per sekundę). Ultragarso bangos sklinda 10–15 m ir, atsispindėjusios nuo kliūčių, grįžta atgal (1.6.3 pav.). Ultragarso šaltiniai naudojami buityje orui drėkinti (1.6.4 pav.). Delfinai siunčia ultragarso bangas ir priima atsispindėjusias nuo objektų bangas. Jie sugeba nustatyti ne tik objektų vietą, bet ir dydį, formą.
Nedidelės ultragarso dozės turi teigiamą poveikį: mažina skausmą, uždegimą, gerina kraujotaką, naikina mikrobus. Dėl to ultragarsas naudojamas apdorojant pieną, kitus maisto produktus. Ultragarsas gali pagerinti sėklų daigumą. Didelės ultragarso dozės gali pakenkti žmogaus klausai, pakelti kūno temperatūrą, sutrikdyti pusiausvyrą.
Ultragarsas taikomas ir technikoje, echolokacijoje. Echolokãcija yra nuotolio iki objekto ir (arba) jo judėjimo greičio nustatymo būdas. Ultragarso signalas pasiunčiamas iki objekto, nuo jo atsispindi ir grįžta. Atsižvelgiant į laiką tarp signalo pasiuntimo ir grįžimo matuojamas jūrų gylis, vandens telkiniuose ieškoma žuvų.
Ultragarsas taikomas ir medicinoje vidaus organams tirti. Echoskòpija yra vidaus organų tyrimo metodas, pagrįstas ultragarso bangų atspindžiu. Ultragarso bangos prasiskverbia į žmogaus kūną ir atsispindi nuo vidaus organų. Atspindėtos bangos (ultragarso aidas) paverčiamos elektriniais signalais, kurie sukuria vaizdą ekrane. Ultragarso tyrimai medicinoje (1.6.5 pav.) dažnai jungiami su kitais vaizdiniaistyrimais: kompiuterine tomografija, magnetiniu rezonansu.
Garsai gyvūnų pasaulyje
Garsai gyvūnams padeda bendrauti, medžioti, orientuotis erdvėje. Garso fizika gyvūnų pasaulyje yra tokia pati kaip ir žmonių pasaulyje. Garsus gyvūnai sukuria virpindami orą įvairiomis priemonėmis. Paukščiai ir žinduoliai gerklėje turi vibruojančias membranas, kurios primena balso stygas. Vabzdžiai garsus sukuria vieną į kitą trindami sparnus, kojas arba trindami koją į sparną.
Lietuvių patarlė teigia: tyli kaip žuvis. Moksliniu požiūriu tai nėra teisingas teiginys, nes žuvys skleidžia garsus, virpindamos plaukiojamąją pūslę. Kuprotieji banginiai skleidžia ilgus zirzimą ir spiegimą primenančius garsus. Mokslininkai ištyrė, kad nedidelių garsų skirtumų yra tarp atskiromis grupėmis gyvenančių banginių. Tai savotiškos banginių tarpusavio bendravimo tarmės. Delfinai bendrauja dar sudėtingiau. Nustatyta, kad jie turi tarsi individualius vardus – specifinį garsą, būdingą tik vienam delfinui.
Gyvūnai garsus naudoja medžioklėje. Kašalotai skleidžia labai stiprius, reaktyvinio variklio ūžimą primenančius garsus. Jų skleidžiami garsai gali užmušti žuvis, kalmarus.
Šikšnosparniai medžiodami tamsoje skleidžia klyksmą primenantį aštrų garsą, kuris pasiekia grobį ir nuo jo atsispindi. Atsispindėjusį garsą šikšnosparnio ausys pagauna. Aido trukmė, stipris šikšnosparniams padeda nustatyti, kurioje vietoje ieškoti netgi smulkių vabzdžių. O bendraudami tarpusavyje jie skleidžia ritmiškus garsus, kurie primena žmonių kūdikių tariamą „da-da-da“.
Prerinių šuniukų kalba yra sudėtingiausia iš visų gyvūnų. Mokslininkai nustatė, kad šie graužikai sugeba vieni kitiems apibūdinti pavojų keliančio grobuonio dydį, formą.
Klausimai ir užduotys
- Žemojo dažnio garsu (30–60 Hz) galima užgesinti nedidelę liepsną. Garso gesintuvai buvo išbandyti kosminiame erdvėlaivyje „Space Shuttle“. Paaiškinkite, kaip galima užgesinti liepsną garsu.
- Didelio dažnio ultragarsas (60 000 Hz) buvo taikomas senesnės kartos fotoaparatuose. Ultragarso signalas galėjo nustatyti atstumą iki fotografuojamo objekto ir automatiškai reguliavo fotoaparato objektyvą. Apskaičiuokite ultragarso bangos ilgį, jei garso bangos sklidimo greitis 342 m/s. (0,57 cm)
- Geografai matavo jūros gylį. Iš laivo jie pasiuntė ultragarso signalą į jūros dugną. Signalas sugrįžo po 1,5 sekundės. Ultragarso bangos greitis vandenyje – 1450 m/s. Apskaičiuokite jūros gylį. (1,088 km)
- Žmogaus akies obuolio virpesiai sukelia infragarsą. Virpesių dažnis – 18 Hz. Apskaičiuokite žmogaus akies obuolio virpesių sukeltos infragarso bangos ilgį. Garso greitis 340 m/s. (18,9 m)
- Service provided by UAB "Biznio mašinų kompanija" and "Star Cloud OÜ"