» «
גל קול
מהם גלי קול?



גלי קול (sound waves) נוצרים כתוצאה מרטט של משהו. כשמשהו רוטט, הוא מייצר גלי קול באוויר ואז יש צליל. אנשים אוהבים לדמות את גלי הקול לאדוות, גלים זעירים, שנוצרים בבריכה כשמשליכים לתוכה אבן.

לכל דבר שזז יש צליל כלשהו. לפעמים הוא חלש וקשה לשמוע אותו אבל הוא תמיד קיים. הצליל נוצר כשהרטיטות של מחולל הקול, אותו דבר שזז, הרטיטות הללו דוחפות את המולקולות של האוויר ואלו זזות הלוך וחזור, ממצב של יציבות ובחזרה, שוב ושוב ושוב. כך נוצר הצליל. המולקולות מתפשטות באוויר ויוצרות גלים - גלי קול.

מבחינה מדעית, גלי הקול הם תנודות מחזוריות בלחץ האוויר. ככל שהתנודות הללו יהיו מהירות יותר, יהיה הצליל גבוה יותר - ה-Pitch שלו יעלה. ככל שהתנודות יהיו חזקות יותר - תגדל העוצמה של הצליל שנוצר מגלי הקול הללו.

דוגמה? - נניח שאנו רואים מישהו שפורט על מיתר בגיטרה שלו. כתוצאה מהפריטה, רוטט המיתר, הלוך וחזור, בתדר קבוע שיכול להגיע לכמה עשרות אלפי פעמים בשנייה. כשהמיתר זז לכיוון שלנו, הוא דוחף את מולקולות האוויר לכיווננו ולחלקיק שנייה עולה לחץ האוויר לכיוון שלנו. כשהמיתר זז בכיוון המנוגד לנו, נדחפות מולקולות האוויר בכיוון ההפוך. לחלקיק שנייה קטן לחץ האוויר לכיוון שלנו. כך האוויר רוטט עשרות עד אלפי פעמים בשנייה. אלו הם גלי קול.

אגב, גלי הקול מתפשטים בדרך כלל דרך האוויר, אבל הם יכולים להתפשט במרחב גם דרך גזים, נוזלים או מוצקים אחרים. בריק, ואקום, גלי קול לא יכולים להתפשט.


הנה הסבר של גל הקול:

https://youtu.be/XLfQpv2ZRPU


והנה קליפ שמתחיל בגלי קול ולך תדע איך הוא יסתיים (רמז: מדהים)

https://youtu.be/bpOSxM0rNPM


והסבר מקיף מאד:

https://youtu.be/GkNJvZINSEY


צלילים יכולים להיווצר כשיש רטט קבוע באוויר שבתוך צינור:

https://youtu.be/7VGlBZOywIg


שיר גלי הקול:

https://youtu.be/4mJBZkjitnY


סרט תיעודי על גלים בטבע ואיך הם משמשים בקול ובאור:

https://youtu.be/Io-HXZTepH4?long=yes
עוצמת צליל
מהו דציבל?



אנו שומעים שלצלילים וקולות שונים יש עוצמות שונות. עוצמת הצליל או הקול נמדדת ביחידות מידה יחסיות הנקראות דציבל ומסומנת באותיות dB. באמצעות הדציבל מודדים עוצמת קול, שהוא בעצם הלחץ הדינמי של האוויר. כדי למדוד את העוצמה, מודדים את הלחץ בהשוואה ללחץ בן 20 מיקרופסקל, שהוא סף השמיעה האנושית.

טווח השמיעה שלנו בני-האדם מתחיל מ-0 דציבלים ומגיע עד ל-140 דציבלים (סף הכאב).

דוגמאות? - עוצמה של נשימה או לחישה חרישית היא רק כ-10 דציבלים. שיחה מתנהלת ב-60 דציבלים, צעקה או בכי של תינוק מגיעים ל-110 ועוצמת הרעש אם תעמדו כמה עשרות מטרים בסמוך למטוס סילון היא של 140 דיצבלים. עוצמתו של פיצוץ חזק היא כבר 200 דציבלים.

העוצמה החזקה ביותר שבני אדם יכולים לשמוע בה מוסיקה מבלי לפגוע בעצמם היא 85 דציבלים. במופעי רוק העוצמה לא פעם עוברת את הגבול הזה ועוברת את ה-120 דציבל. לעולם אל תעמדו קרוב לרמקולים!

הכוונה במידת עוצמה יחסית היא שדציבל מתאר את העוצמה ביחס לעוצמה אחרת. כך למשל נכון לומר שעוצמת הרעש היא ב-10 דציבל יותר מעוצמה מסוימת או ב-5 דציבל חזק יותר ממנה.

אגב, להבהרה נבהיר שבניגוד לעוצמת קול, רמת לחץ קול נמדדת ביחידות של dB SPL ולא ביחידות של dB.


הנה עוצמת הקול היחסית שמודד הדציבל:

http://youtu.be/uCnsw9oRDsM


הנה כל מיני רעשים וכמה דציבל הם מפיקים:

http://youtu.be/PK1JHdILnj4


הסבר מדויק של הדציבל ועוצמות השמע האנושיות:

http://youtu.be/6Kt7EVI1_yw


כך מזהה האוזן את הקולות:

http://youtu.be/b1YSqEH-Yzc


וכך מציג מדיד העוצמה את עוצמות הדיבור והצעקה של אנשים. כשהוא אדום - זה חזק מדי:

http://youtu.be/211WxtjHLeo
מהירות הקול
מהי מהירות הקול?



לרוב משתמשים במונח "מהירות הקול" כשמתכוונים למהירות הקול באוויר. מהירות זו היא של כ־344 מטר לשנייה (1,232 קילומטרים לשעה) והיא מתייחסת לאוויר יבש, בטמפרטורה של 21 מעלות צלזיוס.

עם זאת, כיוון שגלי הקול לא עוברים רק באוויר, אלא בכל חומר קיים, חשוב לציין שמהירות הקול תלויה בקשיחות של חומר שבתוכו עוברים גלי הקול ובצפיפות של חומר זה.

אם נבחן חומרים שונים נגלה דוגמאות כמו:

ברזל - מהירות הקול בברזל היא אלפי מטרים בשנייה.

מים - מהירות הקול במים גבוהה פי 4.3 ממהירותו באוויר.

החלל החיצון - בריק המוחלט שבחלל החיצון לא יכולים גלי הקול לנוע כלל. לכן קול לא יכול לעבור בחלל החיצון.


הנה הסבר על מהירות הקול:

http://youtu.be/juK__oOUBXs


הנה סרטון שבו רואים איך מטוס עובר את מהירות הקול:

http://youtu.be/Y32qyfEgkKo


הנה עוד כמה מטוסים כאלה:

http://youtu.be/6B4IVcCuIZE


עמדו ליד המסלול של מטוסים שעוברים את מהירות הקול:

http://youtu.be/CAECBuNX0JQ?qr=yes
אולטרה סאונד
איך עובד האולטרה סאונד?



המילים אולטרה סאונד, או אולטרסאונד (Ultrasound) פירושן "על-קול". גלי ה"על-קול" הם בעלי תדר גבוה (מעל 20000 הרץ) והם מצויים בתחום שבו האוזן האנושית לא מסוגלת לשמוע אותם.

כמו הצלילים שאנו כן שומעים, האולטרה סאונד הוא גל קול שמתפשט מסביב. מכשיר האולטראסאונד, שמוצמד לגוף הנבדק או לגופה של אישה הרה, שולח גלים "על-קוליים" אל הגוף. ממש כמו הד שחוזר אלינו כשאנו צועקים אל מול צוקי ההרים, כשהגלים הללו פוגעים בעצמים בתוך הגוף, הם מוחזרים לכיוון שממנו נשלחו.

אבל כל רקמה בגוף מחזירה את ההד מעט אחרת. כשגלי ה"על-קול" פוגעים ברקמות קשות בגוף, דוגמת עצמות, ההד מהם מתקבל אחרת מההד שמוחזר מרקמות רכות יותר, כמו שרירים, נוזלים, רקמות שומן וכדומה. כל רקמה בגוף חוזרת כמידע שונה, שמכשיר האולטרסאונד ותוכנת המחשב המיוחדת שלו, מציגים על המסך בצורה שונה. כך מתקבלת על מסך האולטרסאונד תמונה די טובה של פנים הגוף, שנבנתה כולה על פי רמות הקשיות של הרקמות השונות שבו.

כיום מסוגל המחשב המשוכלל של מכשיר האולטרה סאונד להציג מרצף של הדמיות דו-מימדיות גם הדמיה תלת מימדית של עובר בבטן ולהציג תמונה מפורטת מאד של פנים הגוף הנסקר, כולל זרימת הדם בעורקים ופנים גופו של העובר.


כך עושים את סקירת המערכות בבדיקת אולטרה-סאונד:

https://youtu.be/hkAQxreSfMk


הסבר של הטכנולוגיה:

https://youtu.be/XWmlLy4oDCY?t=14s


כך מתבצעת בדיקת אולטרסאונד:

https://youtu.be/T5Hx7B7L4cw


היתרונות של הבדיקה הזו:

https://youtu.be/Y34RQLmsZkc


כל מה שרציתם לדעת על בדיקות אולטרה-סאונד:

https://youtu.be/iftveyl4zmM

גל קול

קול
מהם הקול והצליל?



כשנוצר קול, רעש וכדומה, הוא יוצר גלים באוויר. אלו הם גלי-קול (Sound wave). זה קורה ממש כפי שזריקת אבן למים, תיצור אדוות עגולות שיצאו ממנה ויתרחקו לכל הצדדים. כל צליל שאנו שומעים, מגיע אלינו באמצעות אותם גלי קול שבאוויר.

כשמקור הצלילים הוא בכלי הנגינה, משתנה התדירות של גלי הקול, עם כל צליל וצליל. לכל צליל כזה יש גובה מוגדר (דו, רה, מי וכדומה). הסיבה היא שכל שינוי באורך מיתר או בגודל הכלי, או בעמוד האוויר שהוא יוצר בנקבים שונים בחליל למשל, כל שינוי כזה מייצר גל קול בתדירות שונה. צליל גבוה ייצור גלי קול קטנים שיעברו במהירות באוויר, בעוד שצליל נמוך יוצר גל קול גדול באוויר, שבגלל גודלו הוא נע לאט.

הקולות יוצרים סוג של גל שיכול להתפשט לא רק באוויר, אלא בכל חומר. קולות מתפשטים בגזים כמו האוויר, בנוזלים, כמו בתוך מי הים ובמוצקים, כמו שקורה כשאנו שומעים קולות או רעש דרך הקירות.

מבחינה מדעית, הקול או הצליל הוא בעצם שינוי בלחץ בחומר. אלו מעין הפרעות שמתפשטות דרכו.


הנה הדגמה באמצעות קפיץ לתנועת הקול באוויר:

http://youtu.be/_vYYqRVi8vY


והנה סרטון שמסביר את תופעת הקול בעזרת רישומים:

http://youtu.be/DV91S3beAHI
עטלפים
איך העטלף מנווט בחשיכה?



כרבע ממיני היונקים על כדור הארץ הם מינים של עטלפים! - מדובר באחוז גבוה מאד והוא מראה שהעטלף חי מצוין ובעל כושר הישרדות גבוה במיוחד. אגב, הוא גם היונק היחיד בעולם שעף באוויר.

אבל איך העטלפים חיים כל כך טוב? - העטלפים נעזרים בשיגור של גלי קול בתדירות גבוהה, צלילים שאנחנו לא יכולים לשמוע והם קולטים את ההד החוזר. כך יכולים ללמוד על המיקום, הצורה והתנועה של עצמים שנמצאים בסביבתם, לנווט בחשיכה המוחלטת של המערות והיערות בלילה, מבלי להתנגש בעצמים או בבעלי חיים אחרים והכי חשוב - לאתר ולצוד חרקים ויצורים קטנים שמהם הם ניזונים.

כלומר, יש לעטלפים מנגנון של "זיהוי מיקום לפי הדהוד". הם משמיעים קריאה והזמן שעובר בין הקריאה להד שלה מסייע להם להבין את המרחק של עצמים שמחזירים את ההד. זוהי מערכת שנקראת באנגלית סונאר - "ניווט והתמצאות באמצעות קול", או "אקו-לוקיישן". העטלף יכול באמצעות הסונאר לזהות אפילו שערה בחשיכה ולא להתנגש בה!

כיום מתבצעים בעולם מחקרים רבים על מערכת הסונאר של העטלפים ומדענים וחוקרים לומדים ממנה כיצד לשפר את מכשירי הסונאר, הניווט והרדאר האנושיים.


הנה סיפורם של העטלפים:

https://youtu.be/Z8wLQ3NCBgg


מעט על כושר העטלף לנווט ולצוד רק בעזרת הרדאר שלו:

http://youtu.be/wgLHUNBWR58


קריאת עטלף שהוקלטה ועברה עיבוד סאונד כדי שתוכל להישמע באוזן אדם:

http://youtu.be/ajLY1EPybLY


כך חוקרים עטלפים באוניברסיטת תל אביב:

http://youtu.be/s3e4qf58QEw


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.