Sunetul și Seismologia

Sunetul

Din punct de vedere fiziologic, sunetul constituie senzatia produsa asupra organului auditiv de catre vibratiile materiale ale corpurilor si transmise pe calea undelor acustice. Urechea umana este sensibila la vibratii ale aerului cu frecvente între 20 Hz si 20 kHz. Acest interval depinde mult de amplitudinea vibratiei si de vârsta si starea de sanatate a individului. Odata cu vârsta intervalul de sensibilitate se micsoreaza, în special frecventele înalte devin inaudibile. Din punct de vedere fizic, sunetul are o definitie mai larga, el nefiind legat de senzatia auditiva: orice perturbatie a energiei mecanice propagata printr-un mediu material sub forma unei unde se numeste sunet. În aceasta definitie se includ si vibratii la frecvente din afara domeniului de sensibilitate al urechii: infrasunete (sub 20 Hz) si ultrasunete (peste 20 kHz).

Perceptia sunetului

Sunetul este perceput prin simtul de auz. Oamenii si animalele îsi folosesc urechile pentru a auzi sunetele, dar sunetele cu frecventa foarte mare sau foarte mica pot fi percepute si de alte parti ale corpului prin simtul tactil. Sunetul este folosit în mai multe moduri, unul din cele mai importante, fiind acela pentru comunicare. Sunetul mai este folosit pentru orientarea în spatiu printr-un procedeu numit ecolocatie; apare de exemplu la lilieci, submarine si nave.

În general, oamenii pot auzi sunete cuprinse între frecventele de 20Hz si 20kHz, dar mai sunt si exceptii (în general femei), care pot auzi peste 20kHz. Sunetele peste 20kHz sunt cunoscute ca si ultrasunete, iar cele sub 20Hz ca si infrasunete.

Viteza sunetului

Viteza sunetului variaza în functie de mediul prin care undele trec si conditiile atmosferice; printre cei mai determinanti factori fiind temperatura. Sunetul se propaga mai încet la altitudini mai mari (sau elevatie, pe Terra), în mare parte datorita conditiilor atmosferice. O viteza aproximativa (în m/s) poate fi calculata cu ajutorul formulei: , unde  este temperatura în °C. Astfel, c este 345m/s la 22.5 °C.

Ultrasunetele

Unele animale, cum ar fi câinii, delfinii si soarecii au o limita superioara de perceptie a sunetelor mai mare decât a oamenilor, astfel ele pot auzi ultrasunetele. Aceasta limita de frecventa este cauzata de urechea mijlocie care se comporta ca si un filtru. Daca ultrasunetul ar fi transmis direct în cutia craniana, fara sa treaca prin urechea mijlocie, frecvente mult mai mari ar putea fi auzite si de om (pâna la 200kHz).

Aplicatii ale ultrasunetelor:

- Medicina: Ultrasunetele sunt utilizate pentru a vedea fatul, muschii, tendoanele, structura, marimea lor si altele.

- Industrie: Folosite pentru a se descoperi defectiuni în anumite materiale cum ar fi metalele si elemente confectionate din plastic.

- Armata: Armele sonice si ultrasonice sunt arme care utilizeaza sunetul pentru a rani, incapacita sau ucide inamicul.

Infrasunetele

Frecventele de la limita inferioara de auz a urechii omului (16-17Hz), pâna la 0.001 Hz sunt denumite infrasunete. Frecventele în aceasta limita sunt utilizate si la seismografice pentru monitorizarea cutremurelor. Sunt caracterizate de posibilitatea de a acoperi o distanta mare si de a ocoli obstacole cu foarte putina disipare.

Ele provin natural din valurile oceanurilor, avalanse, cutremure, eruptii vulcanice si meteoriti, iar artificial din explozii. Balenele, elefantii, rinocerii, girafele si aligatorii sunt cunoscute ca animale care folosesc infrasunetele pentru comunicarea pe diferite distante. Oamenii de stiinta au mai descoperit din accident, ca vortexul unei tornade creaza infrasunete, ele fiind detectabile de la 100 mile, astfel fiind posibila declansarea unui semnal de alarma înainte sa ajunga la tarm.

Infrasunetele pot cauza sentimente de frica la oameni. Din moment ce nu sunt percepute constient, poate lasa impresia ca se întâmpla evenimente supranaturale. Într-un experiment controlat din Septembrie 2003, oamenii de la un concert au fost rugati sa îsi dea opinia la un numar de piese, unele care au fost acompaniate de infrasunete; participantii nestiind acest lucru. Multi dintre participanti au spus ca au avut senzatii de anxietate, frica, nervozitate s.a. în corelatie cu infrasunetele.

Seismometrele

Sunt folosite de seismologi pentru a masura si înregistra undele seismice. Prin studiul undelor seismice, geologii pot face o harta a interiorului Pamântului si sa pozitioneze cutremurele sau alte miscari ale Pamântului. A fost inventat prima data de Zhang Heng în China în anul 132.

Componente:

- o fundatie fixata de Pamânt

- o masa inerta suspendata

- un mod de înregistrare a miscarii fundatiei fata de masa inerta.

Linistea

Este lipsa totala sau relativa a sunetului. Un mediu cu sunete sub 20dB este considerat “în liniste”. Linistea a fost o parte a ritualulilor care înconjoara ziua Armistitiului de la începuturile ei. O liniste de doua minute este tinuta la ora 11 (“al 11-lea ceas, al celei de-a 11 zi, a 11 luni” - când armistitiul a devenit efectiv). În primii ani, cele doua minute puteau fi observate din deplin, chiar pâna si traficul se oprea pe strazi. Asemenea momente de liniste, de obicei între 1-3 minute, sunt foarte comune oriunde un numar mare de oameni este adunat, pentru a comemora moartea oamenilor care au murit tragic, sau dupa ce au avut o viata distinsa.

În muzica, linistea a jucat un rol important în multe opere muzicale. Un exemplu faimos este cel al lui John Cage care în 1952, a facut publica lucrarea numita 4'33”, în care erau 4 minute si 33 de secunde de liniste.

În dezbateri, linistea argumentativa este practica retorica de a nu zice nimic când un oponent într-o dezbatere s-ar astepta la ce. Executata prost, poate fi foarte ofensiva; dar executata corect, poate da un avantaj semnificativ.