» «
הד
למה אנחנו שומעים הד?



הביטו במראה וראו את בבואתכם, הדמות שלכם המשתקפת בה. הדמות משתקפת בזכות קרני האור שהמראה מחזירה. בדיוק כך מחזירים קירות גדולים או שטוחים את הקולות והרעשים שאנו משמיעים. זה נקרא הד (Echo), או אקו.

ההד או ההדהוד הוא כמו הבבואה של הקול. גלי הקול פוגעים בקירות ובחומרים שונים שמסביבנו ומוחזרים לכיוון אחר. במקרים שבהם ההחזר של הקולות הוא טוב, כך אנו יכולים לשמוע שוב ושוב את מה שאמרנו או את הרעש שהפקנו.


זו הסיבה שאנו שומעים הדים:

https://youtu.be/xQJ1JCpmS2I


הנה ההסבר של תופעת ההד וכיצד היא מנוצלת להופעות מוסיקה:

http://youtu.be/5nGUrADdjpQ
הד
למה הקול שלנו מהדהד בהרים ובמערות?



כשאנו צועקים למול ההרים הגבוהים, קירות ההרים מחזירים את הקול אלינו. לכן אנחנו שומעים אותו שוב, כאילו הוא צועק אלינו מרחוק. אם למולם יש גם קירות - הקול יחזור שוב ושוב, מה שנקרא ״הדהוד״.

גם כשאנו צועקים לתוך מנהרה, הקול שלנו יהדהד. זה קורה משום שהקירות מחזירים שוב ושוב את הקולות, עד שהם נחלשים. כל קיר מחזיר את הקול לקיר שממולו וכך חוזר הקול שוב ושוב, עד שהוא נחלש ונגמר.


הנה הד בהרי הרוקי בארה"ב:

http://youtu.be/VKedFEs38lM


הנה הדהוד של מנהרה:

http://youtu.be/XSkZAvGWsmM


ועוד מנהרה מהדהדת:

http://youtu.be/U_y48Vmz5J4
הד
איך משמיעים הד בהופעות?



ההד בטבע מתרחש כתוצאה מהחזרת הקול. בהופעות ובהקלטות שומעים הד שמיוצר באופן דומה, אבל במקום להחזיר את הקול על ידי קיר גדול, הוא מושמע שוב באמצעים אלקטרוניים. מכשיר הקלטה דיגיטלי מקליט את הקול ומשמיע אותו שוב, אחרי זמן קצר. אבל בניגוד לטבע, שם ההד חלש מהקור המקורי, המכשיר הדיגיטלי יכול להשמיע את הצליל בצורה כזו, מבלי שההד ייחלש והוא יכול להמשיך ולחזור שוב ושוב לעד..

בעולם המוסיקה נקרא מכשיר ההדהוד על שם המילה האנגלית "אקו".


הנה שיר ידוע של "פינק פלויד" עם הד בהתחלה:

http://youtu.be/I3OdanjBYoM


הנה זמרת שלא סומכת על האפקט אז היא מחקה בקולה את האפקט:

http://youtu.be/AjEGTRIXv_I


הנה האפקט הזה ואחרים בהופעה חיה:

https://youtu.be/S4ceye8_eus?qr=yes
הד
איך נוצר ההד?



כשאנו עומדים בעמק או בהרים וצועקים, מתנגשים גלי הקול שלנו בקירות האבן וחוזרים אלינו בעצמה גבוהה למדי ובאופן בו ניתן להבחין בצלילים כמעט בברור. גם כשמדברים בקול רם בתוך חדר או אולם ריק - ההד נשמע היטב בחדר. למה הדבר דומה? - כאשר משליכים חפץ לבריכה של מים והגלים המתפשטים ופוגעים בקיר, הם חוזרים לכיוון שממנו באו.

ההד הוא הקול שלנו שחוזר ממכשול שגורם לשינוי במסלול שלו. אם הקול פוגע במשטח קשה וחלק כמו קיר, הוא יחזור ואנו נשמע את ההד. כל משטח וחפץ בולע במידה מסוימת את הקול, אבל ככלשהו חלק וקשיח, הוא בולע את הקול פחות ומחזיר אותו בצורת הד. זוהי הסיבה שבאולם גדול וריק נשמע הדהוד ברור, בעוד שבאולם מלא באנשים או ריהוט שעשוי חלקו מבד, הקול ייבלע ולא יחזור באותה המידה.

למטיילים בנחלים עמוקים שעוברים בין צוקים מוכרת תופעה עוד יותר מרשימה ההד חוזר עוד ועוד פעמים - הסיבה לכך היא שקירות הנחל מחזירים את הקול מאחד לשני ואז ההד מוכפל כמה פעמים, כשבכל פעם הוא נשמע מעט יותר חלש, עד שהוא דועך.


הנה סרטון על היווצרות ההד וכיצד משתמשים בו הדולפינים והעטלפים:

http://youtu.be/BYiCzWZ8cBs

הד

ברווז
למה רק לקול הברווז אין הד?



במשך מאות שנים חשבו שקול הברווז אינו מייצר הד. איש לא הבין כיצד באותם תנאים שכל הקולות המוכרים השמיעו הד, רק קולם של הברווזים, אותו געגע משונה, דווקא הוא לא מייצר הד. חוקרים בריטיים בראשות פרופ' טרוור קוקס, מומחה לאקוסטיקה, החליטו לבחון האם אכן אין הד לברווז. העניין של המומחה היה לא רק למטרות מדעיות, אלא גם כדי ללמוד מהברווזים את השיטה שבה הם הצליחו להחליש או אף להעלים את ההד. כך יוכלו בעתיד לבנות אולמות קונצרטים עם צליל טוב יותר וכללית הרבה יותר טובים מבחינה אקוסטית.

המחקר התבצע בעזרת תא "אנאקואי" שבולע את ההדים ותוכנת מחשב, שסייעה בניתוח קולות דייזי הברווזה. ראשית, הממצאים הוכיחו שגם געגועי הברווזים זוכים להד, בדיוק כמו כל הצלילים בטבע. אבל החוקרים גם גילו שיש אמת במיתוס על ההד הנעלם של קול הברווז - לדבריהם הברווז מגעגע בקול המסתיים בצליל "אאאקקק". צליל זה מייצר מעין מיסוך של הקול ומחליש מאד את ההד שנוצר. מחליש, אומר החוקר, ולא מעלים את הצליל!


הנה סרטון שמדגים את זה בחדר מהדהד:

http://youtu.be/Tzmqp55H0uM
הד המפץ הגדול
מתי התגלה הד מהמפץ הגדול?



מדענים גילו והקליטו בתחילת 2014 הד מהמפץ הגדול. (על המפץ עצמו קראו באאוריקה בתגית "המפץ הגדול"). הדי המפץ הגדול הם תנודות של גלי גרביטציה, הדים של רעש המפץ האימתני שיצר את כל היקום שסובב אותנו. המדענים מכנים את ההדים שהקליטו "גלי כבידה קדמונים".

גלי הקול החלליים הללו היו המרכיב החסר בתיאוריה שהסבירה שפיצוץ של חומר דחוס מאד יצר את היקום, לפני כמעט 14 מיליארד שנה, יקום שמאז ממשיך ומתרחב. אמנם תיאוריית המפץ הגדול הוכחה מעל לכל ספק ובמחקרים שונים ובלתי תלויים, אך חשוב מאד שהתגלו ההדים הללו, שנחזו באופן תאורטי ועתה הוכחו גם הם כקיימים.

במחקר שימש את החוקרים טלסקופ שממוקם בקוטב הדרומי ושמו BICEP-2. בעזרתו הם הצליחו לגלות גלי-כוח-כבידה, שרצים בחלל כבר מיליארדי שנים, מאז הרגע שבו התרחש המפץ הגדול.


הנה פרטים על התגלית החדשה:

http://youtu.be/VxzxI5sCXfk


הנה הממצא שמהווה "אקדח מעשן" (הוכחה) להתרחשות המפץ הגדול:

http://youtu.be/y7-_Bi8aSxY


הנה הסבר מדעי מורכב לתופעת ההדים מהמפץ הגדול:

http://youtu.be/4IlBNJbCzfk
אכו
מאיפה נולד ההד בסיפורי המיתולוגיה?



מקור ההד במיתולוגיה היוונית היא הנימפה אקו. תפקידה של אקו היה להעסיק את הרה, אשתו הקנאית של זאוס, בדיבורים. זאת כדי שלא תקנא ותציק למלך האלים זאוס. כשהרה גילתה את מעשיה של אקו היא קיללה את הנימפה שלעולם לא תוכל לדבר כרצונה, אלא רק לחזור על דברי אחרים, כמו הד.

בשל הקללה לא יכולה הייתה אקו לדבר בעצמה, אלא רק לחזור כמו הד אחרי מה שאמרו לה. היא התאהבה בעלם היפה נרקיס ועקבה אחריו אל לא יכולה הייתה לדבר. כששמע נרקיסוס את עקבות רגליה הוא שאל: "מי שם?" אך אקו רק חזרה אחריו: "מי שם?". שוב ושוב ניסה ושוב ושוב שמע את ההד של הנימפה. לבסוף יצאה אקו ממחבואה ורצה אל נרקיס, אך הוא הדף אותה ביהירות והרחיקה ממנו. לפי גירסה אחרת הוא מת כשטבע בנהר, בחפשו אחרי דמותו.

כך או כך, נשבר ליבה של אקו והיא העבירה את חייה בגעגועים מתמשכים לאהבה הלא ממומשת לנרקיסוס. היא חיה עצובה על בגיא, עד שמתה. רק קולה נותר בהד שאנו שומעים בגאיות שמול ההרים ובמערות הגדולות. מאז נקרא ההד בלועזית "אקו".


הנה סיפורם של אקו ונרקיסוס:

http://youtu.be/35jVsyWFss4


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


דולפין
מהו הסונאר של הדולפין?



הדולפין (Dolphin) הוא אחד מבעלי החיים הנבונים ביותר בטבע. יש לדולפינים תקשורת מעולה זה עם זה ויכולת למידה גבוהה מאד. הם גם פועלים בעבודת צוות מופלאה, מה שמגדיל את הסיכוי להצלחה בציד ובהשגת מזון.

אבל אחד היתרונות הטבעיים של הדולפינים הוא סונאר טבעי וחכם במיוחד שיש להם. סונאר כזה פיתחו בני האדם רק בשנים האחרונות. אצל הדולפינים זהו מנגנון מדהים שבאמצעותו הם משמיעים צלילי "קליק" שונים במים וההדים החוזרים של הצלילים הללו מסמנים לדולפינים באיזה מרחק וכיוון נמצאים גופים שונים במים שמסביבם ואפילו מה הצורה של הגופים הללו. באמצעות הדי ה"קליקים" הדולפינים מצליחים לנווט את דרכם ולאתר מזון במים.

הסונאר הזה עובד בטכניקה טבעית שזכתה לשם "אקו-לוקיישן". היא התפתחה אצל הדולפינים במהלך האבולוציה, במשך 20 מיליון שנה. גם לעטלפים וללווייתנים ממינים מסוימים יש אותה.


הנה ה"אקו לוקיישן" של הדולפין:

https://youtu.be/BYiCzWZ8cBs


והנה הסבר של הדרך שבה הוא מסייע לדולפינים:

https://youtu.be/KMZ7oOCXfP8


הנה הסונאר המתוחכם ומבוסס הקולות שהתפתח אצל הדולפינים:

https://youtu.be/qI4wYicz2qU


כך הם מנווטים בעזרתו:

https://youtu.be/RWSLn1dggoU
מהו הסונאר?



סונאר  (SONAR) היא טכנולוגיה הפועלת באמצעות גלי קול, לניווט בים ולגילוי של צוללות ואוניות. בעצם, הסונאר מאפשר "לראות באוזניים"...

המילה סונאר היא ראשי תיבות באנגלית של Sound Navigation And Ranging (ניווט והתמצאות באמצעות קול). במקור חשבו עליו לאיתור קרחונים מסוכנים בים וטביעת הטיטאניק האיצה את פיתוחו. במלחמת העולם הראשונה פותח הסונאר הראשוני כדי לשפר איתור של צוללות אויב, אבל השיפור הניכר הושג לאחר המלחמה. במלחמת העולם השנייה חולל הסונאר שינויים גדולים בתורת הלחימה הימית. 

במידה רבה מבוסס הסונאר על שיטות של בעלי חיים כמו העטלף והדולפין, שאצלם משמש הסונאר הטבעי כאמצעי ניווט והערכת טווחים.

לעטלפים למשל, מנגנון של "זיהוי מיקום לפי הדהוד". הזמן שעובר בין קריאה שהם משמיעים, להד שלה, מאפשר להם לדעת את המרחק לעצמים שמסביבם. כך יכול העטלף לזהות בחשיכה ולצוד חרקים זעירים, או להבחין בעצמים קטנים, עד רמת השערה, ולא להתנגש בהם.

לווייתנים ודולפינים גם הם משתמשים בעיקרון דומה. הם מאתרים טורפים ומזון על ידי השמעת קולות והאזנה להדים המוחזרים מהם. יש אף הערכה שבתדרים מסוימים, פוגע הסונאר הצבאי ביכולת הניווט של לווייתנים והם עולים על חופי הים מבלי יכולת לחזור.


הנה הסונאר של הצוללת:

https://youtu.be/CNBlx7ozFnI


ושימושי המחקר התת ימי שלו:

https://youtu.be/-fAAxEIFeLU


פיתוח הסונאר לאניות השתפר לאחר מלחמת העולם השנייה:

https://youtu.be/-dG2GM2W5h8


כיום יש גם סונאר לאוניות דייג:

https://youtu.be/YgHE7iEo9UM


כך נראה הסונאר בצוללת:

https://youtu.be/FqDNSFzWNTA


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.