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


תדירויות צליל שמטריפות אותנו, ביחד עם עוד כמה דברים (עברית):

https://youtu.be/CHx6K6V8U4E


והסבר תופעת הקול בעזרת רישומים (עברית):

http://youtu.be/DV91S3beAHI

גלי קול מתפשטים קצת כמו אדווה או גלים של מים המתפשטים באגם כשמשליכים לתוכו אבן. ממקור הצליל יוצאים הגלים במעין מעגלים והולכים ונחלשים ככל שהם מתרחקים. זה אומר ככל שאדם יעמוד רחוק ממקור הקול הוא ישמע את הצלילים חלש יותר.

כשמשהו משמיע קול, הוא דוחף את מולקולות האוויר ויוצר את גלי הקול.


הנה סרטון על גלי הקול שנוצרים מהצליל או הרעש המושמע ומגיעים עד לעור התוף, שמעביר את המידע למוח שמפענח אותם:

http://youtu.be/27a26e2CnuM


שיטת צילום שמאפשרת ממש לראות את גלי הקול שנוצרים במחיאת כף למשל:

http://youtu.be/px3oVGXr4mo


והסבר קצת יותר ארוך לגבי גלי קול:

http://youtu.be/Si-OYX20FRs

ביחד עם ההרמוניות שלו, האוברטונים, צליליו העיליים של כל כלי נגינה, מעטפת הצליל (Sound Envelope) היא גורם נוסף שמאפשר לנו להבדיל בין כלי הנגינה השונים.

מעטפת הצליל היא תיאור של שינויי העוצמה של הצליל, מרגע שהוא נוצר בכלי הנגינה ועד שהוא דועך. היא ניתנת לתיאור גרפי, בארבעה שלבים. מעטפת הצליל מתוארת בדרך כלל בראשי תיבות: ADSR. נמדדים בהם המשך, העוצמה וההשתנות של העוצמה לאורך הזמן, מה שנקרא מודולציה.

אלו 4 השלבים של היווצרות הצליל:

התקפה (Attack) - הרגע בו מופק הצליל ומגיע לעוצמתו המרבית. בכלי פריטה או נקישה הוא חזק מאד.
דעיכה (Decay) - השלב בו הצליל נוחת מעוצמתו המרבית.
דינמיקה פנימית (Sustain) - כיצד הצליל נשאר כשהתו נמשך (אצבע נשארת על הקליד, מיתר ממשיך להשמיע צליל).
שחרור (Release) - הזמן בו הצליל נמוג, כשמשחררים אותו (מרימים אצבע מהקליד, עוזבים מיתר בגיטרה וכו').


הנה הסבר של המעטפת של הצליל:

https://youtu.be/Q-ot9AaJx-Y


בסינטסייזר אפשר להשתעשע ביצירת מעטפות צליל כאלה:

https://youtu.be/A6pp6OMU5r8


תחום תדירות השמע האנושי הוא בין 20Hz ל-20kHz. בדקו מה תחום השמע שלכם:

https://youtu.be/qNf9nzvnd1k

מיתרי הקול הם שני שרירים צמודים וממוקמים אחד מול השני במרכז הגרון. מהם מופק הקול אצל בעלי חיים.

הפקת קול מתבצעת כשמיתרי הקול מתקרבים אחד לשני ונצמדים. אך הצליל נוצר כשזרם אוויר מגיע מהריאות, הוא גורם להרעדה של רירית מיוחדת שעוטפת את מיתרי הקול. גובה הקול (לא חוזקו אלא גובה הצלילים של הקול) מושפע מלחץ זרם האוויר שעובר בין מיתרי הקול ומאורכם ומתיחתם של מיתרי הקול בזמן שהאוויר עובר דרכם.


הנה סרטון שמראה את מיתרי הקול בפעולה:

http://youtu.be/iYpDwhpILkQ


למה קולנו מתחלף כשאנו מתבגרים (מתורגם):

https://youtu.be/rjibeBSnpJ0


האם ניתן להצמיח קול סמכותי בשביל ליצור אמון?

https://youtu.be/PL6ld4qDKNI

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

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.


מהם גלי קול איך אפשר לראות את גלי הקול (עברית):

https://youtu.be/J2bD_Sz6jIc?t=1m05s


הסבר של גל הקול:

https://youtu.be/XLfQpv2ZRPU


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

https://youtu.be/bpOSxM0rNPM


צלילים יכולים להיווצר כשיש רטט קבוע באוויר שבתוך צינור:

https://youtu.be/7VGlBZOywIg


שיר גלי הקול:

https://youtu.be/4mJBZkjitnY


וסרט תיעודי על גלים בטבע ואיך הם משמשים בקול ובאור:

https://youtu.be/Io-HXZTepH4?long=yes

תופעת דופלר או אפקט דוֹפְּלֶר היא תופעה של שינוי התדירות הנצפית או הנשמעת של גל, בשל תנועה יחסית בין מקורו לצופה או לשומע. מדובר בגובה הצליל ולא בעוצמה שלו. גובהו של צליל משתנה בהתאם למרחק, בלי קשר לעוצמתו.

הדוגמה המוכרת של אפקט דופלר היא כשמכונית מתקרבת הצליל שנשמע לאוזנינו גבוה מהצליל האמיתי שהיא מפיקה בנסיעתה וכאשר המכונית מתרחקת - הוא נשמע נמוך מהצליל האמיתי שלה. רק כשהיא ממש לידנו, אנו שומעים את גובה הצליל האמיתי שלה.

אגב, אפקט דופלר נכון גם לאור. האור של כוכבים שמתרחקים מאיתנו הופך להיות אינפרה אדום. קראו על כך באאוריקה בתגית "פרדוקס אולברס".


הנה הסבר על אפקט דופלר (עברית):

https://youtu.be/1zybyButfjY


תופעת דופלר כפי שהיא נשמעת בכלי רכב שעוברים לידנו:

http://youtu.be/yWIMWqkcRDU


דוגמאות לאפקט דופלר כפי שהוא מודגם לחיילים לגבי מטוסים:

http://youtu.be/eo_owZ2UK7E


וכך סייע אפקט דופלר לחזק את תיאוריית המפץ הגדול (מתורגם):

http://youtu.be/rIVkvrEiVm0

גלי הקול עושים תנועה מחזורית פעמים רבות בשנייה. התדירות (Frequency) היא מספר המחזורים השלמים שעושה גל קול במשך שנייה אחת.

במוסיקה, מבחינה תדירות הצליל בין גבהי הצלילים (pitch). היחסים בין הצלילים הם מתמטיים, כפי שגילה פיתגורס, עוד בימי יוון העתיקה. לפיכך התדירות של הצליל רה, למשל, תהיה גבוהה משל דו שמתחתיו. התדירות של צליל שגבוה באוקטבה מצליל אחר, תהיה בדיוק פי 2 ממנו.

בתצוגה גרפית ניתן לראות תדירויות שונות של גלי קול. ככל שהגלים יהיו צפופים יותר פירוש הדבר שהתדר הוא גבוה יותר בעוד שהגלים המרווחים יותר הם בעלי תדירות יותר נמוכה.

התדירות נמדדת ביחידות הרץ (Hertz). בגל שתדירותו היא 100 הרץ, מתרחשים מאה מחזורים בשנייה. לעיתים התדירות היא באלפי הרץ ואז מציינים את התדירות בקילו-הרץ (KHz). כך יהיו למשל 50KHz שווים ל-50 אלף מחזורי גל בשנייה. כך תוכלו להבין שהשמיעה האנושית יכולה להבחין בגלי קול שתדירותם היא בין 20 הרץ ל-20 קילו הרץ, כלומר עשרים אלף הרץ, בגבול העליון. כשמזדקנים, קטן הטווח הזה משמעותית.

בעלי חיים יכולים להבחין בתדרים גבוהים יותר מאיתנו בני האדם. כלבים שומעים תדרים שמגיעים עד 60 קילו הרץ, בעוד עטלפים שומעים תדרים של עד 150 קילו הרץ.


הנה הסבר של תדירות הצליל שמשפיעה על גובהו:

https://youtu.be/8i6hTU0jw-g


אם נבין מהם גל ואורך גל נבין גם מהי תדירות צליל (מתורגם):

https://youtu.be/UZ5UGnU7oOI?t=12s


הדגמה של התדירות באופן ויזואלי:

https://youtu.be/jveKIYyafaQ


הסבר מקיף על תדירות הצליל וגובהו:

https://youtu.be/ZjvuiOSo3ow


וסרט תיעודי על התדירות של הצליל:

https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes

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.


כך נוצר ההד וכיצד משתמשים בו הדולפינים והעטלפים:

http://youtu.be/BYiCzWZ8cBs

ראיתם פעם זמרת אופרה שוברת כוס כשקולה מגיע לגבהים? - ובכן, התופעה היא אקוסטית, כלומר פיזיקלית. שבירה של כוס בעזרת הקול נגרמת מכיוון שהתדר הקולי של הקול של הזמרת זהה לתדר של הזכוכית. בדרך כלל זה קורה בתדירות גבוהה של זמרות סופרן (הקול הגבוה ביותר), אחרת כוסות היו נשברות עוד במפעל...

הצליל של הכוס הוא הצליל שנשמע אם נקיש בעדינות על הכוס. הוא התדירות הטבעית שלה והוא מכונה גם "תדר התהודה" (רסוננס). אם נשמיע את אותו הצליל בדיוק, ליד הכוס (לא חזק מדי!) הוא יגרום לה לרעוד.

לכל חומר בטבע יש תדירות טבעית, אבל כשהוא חומר שביר כמו זכוכית, הוא בהחלט נשבר אם הרזוננס חזק מדי. גלי הקול, שהם תנודות באוויר, מרעידים את הכוס ויוצרים בה גלים עומדים, כשחלק ממנה מתנודד ורועד וחלק לא. התנודות הללו יכולות לגרום לשבירת כוסות חלשות.

אגב, זה קורה לא רק לכוסות וזמרות סופרן.. גם מטוסים העוברים את מהירות הקול יכולים באותה צורה לשבור חלונות של בתים, כשנוצר גל הדף, מעין צונמי של גלי קול באוויר.


הנה ילד שבדק אם יוכל לשבור ספל בקולו:

https://youtu.be/sH7XSX10QkM


הנה ההסבר של התופעה:

https://youtu.be/NcarKUq1zq0


ובאנגלית:

https://youtu.be/Ude8pPjawKI?t=1m01s


והנה רזוננס ממכשיר ששובר כוס זכוכית:

https://youtu.be/17tqXgvCN0E

אונומטופֵיָה (Onomatopoeia) או אונומטופאה, ובעברית: מִצְלוֹל או תצליל, היא מילה שהצליל שלה מחקה את הדבר שהיא מייצגת.

ייצוג של המשמעות של מילה או את הצליל שבטבע על ידי המילה, מקובל בשפות רבות. בין המילים המכפילות את הצליל הטבעי המקורי ניתן למצוא בעברית מילות טבע, רובן אגב מתייחסות לקול, כמו צפצוף, טפטוף, ציוץ, פטפוט, רשרוש, קשקוש, גמגום, פקק, כפכף וכדומה. באנגלית יש מילים כמו Boom, Drip ו-Splash שהן מילות אונומטופיאה.

פעם, כשהאדם הקדמון החל להשתמש במילים והתפתחה השפה הקדומה, הכי טבעי היה להמציא מילים שמזכירות את מושאן. אם אמרת 'זמזום' הרי שברור היה מהצליל של המילה למה כוונתה והיא הייתה מאד שימושית. בהמשך, ככל שהשפה נעשתה מופשטת וסימלית, שימוש במילים כאלה היה אולי פחות נחוץ, אבל יופיין נשמר ותמיד נשמרו בשפות השונות מילים שחיקו צלילים בטבע ומשמעויות שכאלה. באמנויות היפות כמו ספרות, פואטיקה (שירה) ורטוריקה, הן המשיכו לככב...

וזו לא רק מילה בודדה בהכרח. אונומטופיאה יכולה להיות גם צירוף מילים שצלילו מחקה משמעות כזו. כך למשל המילה 'פינג פונג' או אפילו צליל דריכת הנשק שבשמו של הארגון הגזעני והאלים 'קו קלוקס קלאן'.

מקור המילה אונומטופאה הוא מיוונית, בה משמעות הפועל "אונומטופיאו" הוא 'ליצור שמות'.


הנה האונומטופיאה באנגלית:

https://youtu.be/kAYGa3Lvlq0


שיר על אונומטופיה:

https://youtu.be/f1b5kCvVBo8


כך מציגים את המילים הללו לילדים במוזיאון בית התפוצות:
https://youtu.be/i5O_207-Jns


והנה סרטון שמציג כיצד מתארות מילים כאלה את הצליל:

https://youtu.be/ES0KA_o3378?long=yes

סינון רעשים (Noise Cancelling) הוא צורך מורגש במצבים שבהם אנו זקוקים לפעילות שקטה ונמצאים בלב סביבה רועשת. אוזניות ומערכות קול שונות מצוידות במערכות למחיקת רעשים, שרובן מתבססות על 'פאזה הפוכה', שיטה שבה מיקרופונים מיוחדים "מאזינים" לרעש שבא מבחוץ ומשתמשים באמצעים אקוסטיים כדי להשתיקו.

המנגנון האלקטרוני החכם לסינון רעשים, שמותקן כיום במכשירים כאלה, דוגמת טלפונים חכמים ואוזניות איכותיות, מבחין בין רעש הרקע שמסביב לצליל המוסיקה או הדיבור שבאוזניות ומצמצם את רעש הרקע. כך ניתן להאזין למוסיקה בזמן טיסה, או לנהל שיחה בטלפון גם כשנמצאים בסביבה רועשת כמו רחוב הומה אדם, אוטובוס מלא בדיבורים ורעשים, או מועדון ריקודים מפוצץ אדם.

בשיטה זו מזהים המיקרופונים החיצוניים לסינון רעשים את כיווני רעש וחוסמים אותם נקודתית. מיקרופון חיצוני קולט את הרעש שבא מבחוץ ומערכת אלקטרונית "משמיעה" במקביל אליו את הרעש הזה בהיפוך, בשיטת 'הפאזה ההפוכה'. פעולה זו מצמצמת את מרבית הרעש ומשאירה את המוסיקה או את קולו של הדובר שבצד השני של הטלפון הסלולארי נקיים ובהירים יותר.

צמצום הרעש בשיטה זו משמש כיום באוזניות, מכוניות, תאי שקט ועוד. יש גם פיתוחים שמנסים לעשות זאת בעזרת מכשיר הנצמד אל החלון ומשתיק את רעש הרחוב.

אך אלגוריתם סינון הרעשים הממוצע, של הטלפון למשל, אינו מושלם. הוא פוגע ומטשטש גם את הקול שמצדו השני, שכן הוא מתבסס על הבחנה בין רעש הרקע לקולו של הדובר וצמצום הרעש כולו. שיטות מתקדמות יותר שפותחו לאחרונה מצליחות לצמצם רעשים מוגדרים, מבלי לפגוע במוסיקה או בקולו של הדובר שבצדו השני של הטלפון. כך מושתק הרעש המטריד, אך קולו של הדובר ברור יותר והמוסיקה נפגעת הרבה פחות.


הנה הסבר השיטה של פאזה הפוכה:

http://youtu.be/F7D_pnaexG0


מנגנון ביטול הרעשים האקטיבי, בקיצור ANC, מאפשר כיום בחירה בין סוגי ורמות סינון:

https://youtu.be/vuoxprrEwbg


הסבר השיטה לביטול רעשים שפותחה בידי מהנדסי חברת Bose:

https://youtu.be/zj33WAODsJg


הסבר מילולי יותר:

http://youtu.be/KHsXA_LE3e4


מערכת ביטול רעשים מודרנית ל אוזניות אלחוטיות הן ממש חכמות:

https://youtu.be/VIi04uD8LtY


ופיתוח של כפתור שקט המאפשר לסנן את רעשי הרחוב בסלון שלך:

http://youtu.be/Mv6sBuwzLhk

אקולייזר (Equalizer), EQ או איקוולייזר, הוא מכשיר שמטרתו היא השגת סאונד מיטבי, כלומר צליל יפה שהמאזינים למוסיקה, או הצופים בסרט, ייהנו ממנו.

באמצעות ה-EQ מעצבים את הצליל הכללי והפרטני, על ידי חיזוק והחלשה של תדרים שונים בצליל.

האקולייזר משפיע על הצליל בכך שהוא משנה את עוצמת תדרי הצליל השונים ובכך מעניק לו אופי, הופך אותו פחות שטוח ויותר ייחודי. סוג של "לצבוע" את הסאונד ולתת לו אופי משלו.

התדירויות השונות שבהן מטפל האיקולייזר מיוצגות על ידי הכפתורים של הסליידרים השונים שלו. הכפתורים השמאליים, למשל, הם תדירויות הבאסים, הצלילים הנמוכים. הימניים מהכפתורים הם של תדירויות צלילי ה"טרבל" (Treble) הגבוהים, והאמצעים הם תדירויות ה-Mid וכך הלאה.

באמצעות שינוי העוצמות של התדירויות השונות אפשר להדגיש צבעים מסוימים בסאונד ולהחליש אחרים. כך בעצם אפשר "לחמם" ו"לקרר" את הסאונד.

ה-EQ מעניק לצליל גוונים כמו גוון יותר מתכתי, או חד ומבריק, יותר עמום ורגוע וכו'. כך ניתן לשנות, לבנות ולהעניק מעין אופי או הרמוניה לצליל.

איקולייזרים ניתן למצוא במגוון מכשירים אלקטרוניים, מהאיקולייזר במערכות סטריאו, מגברים, אפקטים לכלי נגינה ואולפני הקלטה ועד ל-EQ שבתוכנות מחשב ובאפליקציות של סמארטפונים.

האיקולייזר המקורי היה EQ אנלוגי שהיה מעולה בנתינת צבעים והוספת אופי או חום למוסיקה. ה-EQ הדיגיטלי והחדשני יותר פחות טוב ב"חימום" והענקת צבע ומצטיין יותר בניקוי פגמים ובדיוק של הצליל בשלב המיקס.


הנה האיקוולייזר:

http://youtu.be/GXIkWiB09rw


הדגמה של שינויים באקולווייזר וההשפעה שלה על הצליל ששומעים:

https://youtu.be/pgSzSKaxL1g?t=29s


הסבר על תדרי הצליל (עברית):

https://youtu.be/6VRC8YDcqes


וכך עובדים איתו ו"צובעים" את הסאונד:

https://youtu.be/Idhal0rRJj8

גוון הצליל (Timbre) של כלי נגינה נוצר על ידי הצלילים היסודיים שלו, המכונים "הרמוניות", צלילים עיליים או "עיליות" - אלו צלילים הנוספים לצליל היסוד, תדר היסוד ונשמעים תמיד איתו.

הצלילים העיליים, בלועזית "אוברטונים" (Overtones), נוצרים בכל הפקה של צליל בגובה מוגדר (דו, רה וכדומה). לכל צליל עילי יש עוצמה אחרת. כשאנו שומעים צליל של קלרינט, אנו שומעים למעשה את התדר היסודי שלו, גובהו המדויק, בצירוף צליליו העיליים - כל אחד בעוצמה אחרת. אם נאזין לאותו צליל שאותו ינגן הסקסופון - יהיו גם הצליל היסודי וגם הצלילים העיליים זהים לחלוטין לאלו של הקלרינט ששמענו קודם, אבל לכל אחד מהצלילים העיליים תהיה עוצמה אחרת מאשר לאחרים!

למה זה חשוב שיחסי העוצמות של הצלילים העיליים שונות? - מכיוון שהרכב העוצמות של הצלילים העיליים משתנה מכלי לכלי. יחסי העוצמות של האוברטונים הם יחודיים לכל כלי נגינה והם "תעודת הזהות" הצלילית שלו, גוון הצליל היחודי שלו.

למה בעצם יש שוני ביחסי העוצמות של העיליות בין כלים שונים? - הסיבה היא שכל כלי עשוי מחומר אחר, בצורת עיבוד אחרת, מבנה הכלי הוא שונה וכדומה. לכל אלו יש השפעה משתנה על הרטט של הכלי, שהוא הגורם ליצירת גלי הקול באוויר.

גוון הצליל, אם כן, משתנה על פי יחסי העוצמות השונים של הצלילים העיליים בכל כלי וכלי. כך אנו מזהים ומבדילים בין צליליהם של הקלרינט, הסקסופון ושאר הכלים - גם מבלי לראותם מנגנים, רק על פי האוזן.


הנה הסבר של גוון הצליל:

https://youtu.be/144QVYv__S4


הסבר מפורט של גוון צליל בכלי נגינה:

https://youtu.be/5tGEDgkZlC8


הצד הפיזיקלי אקוסטי של הצליל:

https://youtu.be/5s5c08t_bBw


האוברטונים, אחד אחרי השני:

https://youtu.be/ngTSFvdU8MQ


ספקטוגרמה יכולה להראות את הבדלי הצלילים העיליים בין הכלים השונים:

https://youtu.be/P9Kozlt0tTg


סרט תיעודי על האקוסטיקה של הצליל:

https://youtu.be/nlv5bylQDsE?long=yes


והכל בנוי מאוברטונים בצורת גל סינוס:

https://youtu.be/YsZKvLnf7wU?long=yes

נראה שהתרגלנו די מהר לקיומן של האוזניות האלחוטיות הזעירות, עם ביטול הרעשים האקטיבי (Active Noise canceling ובקיצור ANC). העקרון ברור: צמצום רעשים מוגדרים, מבלי לפגוע בקולו של הדובר שבצדו השני של הטלפון, או במוסיקה.

השיטה מתבססת על מיקרופונים מיוחדים שמכניסים את הרעש, שמטופל על ידי מנגנון המשתיק בדיוק אותו ומשאיר את האוזניות לצליל הרצוי - מוסיקה או שיחה.

יש משהו באוזניות הללו שמאפשר לנו להנתק מהרעש שמקיף אותנו כל הזמן וליהנות מהשקט ובעיקר מהרעש שאנחנו אוהבים ושנקרא "המוסיקה שלנו". פשוט ממכר.

השחקנית העיקרית בשוק הזה הייתה, עד לפני כמה שנים, חברת Bose. זה ממש לא במקרה, כי Bose היא מי שהמציאה ופיתחה את הטכנולוגיה הזו ראשונה.

למעשה, האדם שעלה על הרעיון לייצר אוזניות המבטלות רעשים היה מנכ"ל חברת האודיו Bose והאיש החזק בה, ד"ר אמר בוז (Amar Bose).

בוז, מייסד החברה, טס בשנות ה-70 בטיסה מציריך לבוסטון. כמו בכל טיסותיו, הוא נוכח שוב עד כמה רעש הטיסה וליתר דיוק רעש המנועים ומערכות המטוס, מפריע לו להאזין למוסיקה. באותה טיסה הוא מחליט לפתח מערכת לביטול רעשים, שתשתיק את הרעש הזה.

הדרך תהיה ארוכה ויקרה, אבל בוז עומד בראש חברת אודיו מובילה והוא עצמו הראה בעבר גם תבונה עסקית וגם חושים מצוינים לפיתוח של טכנולוגיות קול משובחות. 50 מיליון דולר ועשר שנים אחר-כך, ב-1986, הושלם פיתוח הגרסה הראשונה של מערכת ביטול הרעשים שפיתחה Bose.

האוזניות הראשונות נרכשו עבור טייסים במטוסי נוסעים ובמטוסי קרב. פה ושם הוזמנו אזניות כאלה עבור הנוסעים במחלקות הראשונות ומחלקות העסקים במטוסים מסחריים.

השנים עברו ואם עד לא מזמן היה שוק האוזניות מבטלות הרעש שוק פרימיום, שהוא יקר מאוד, בשנים האחרונות הופכת טכנולוגיית ביטול הרעשים האקטיבי (ANC) לזולה ונגישה במיוחד.בשוק נמכרות כיום אוזניות עם ביטול רעשים אקטיבי במחירים שמתחילים במאות שקלים בודדות.

וכך מופצים היום בשוק אינספור דגמים של אוזניות עם ביטול רעשים אקטיבי. חלקן אוזניות גדולות וקלאסיות, בגודל מלא, היושבות על האוזניים, מכסות אותן ומצוידות במערכות ביטול רעשים מתוחכמות, אך נמכרים גם המוני דגמים של אוזניות אין-איר (In ear) קטנות, שעושות עבודה טובה, ברמות שונות של ניקוי או ביטול רעשים וגובות מחיר בהתאם.

אוזניות האין-איר הללו הן אוזניות זעירות ואלחוטיות, היושבות בתוך האוזן ומבטלות רעשים בגבורה. ההצלחה שלהן היא תודות לשבבים משוכללים, זולים וזעירים מאי פעם, של חברות שבבים כמו קוואלקום ומתחרותיה ומזעור של הרמקולים האיכותיים ומערכות האלקטרוניקה לביטול הרעשים, לגדלים שלא יאומנו.

וכך, עם דגמים היושבים מעל האוזן ומקיפים אותה, כמו דגם Sony WH-H900N המשובח של שנת 2021 ודומיו, ודגמים בתוך האוזן כמו אלה של חברת Jabra או אפילו באייר פודס של Apple, השוק הזה מתפוצץ ומגיע לכל כיס כמעט.


הנה סיפורו המצאת האוזניות מבטלות הרעשים של מייסד Bose:

https://youtu.be/zj33WAODsJg


אוזניות עם מערכת סינון רעשים אקטיבית מצליחות להשתיק את הרעש כמעט לחלוטין:

https://youtu.be/-1bVSz3hs4c


היום שוק האוזניות עם ביטול הרעשים האקטיבי, בקיצור ANC, הוא עצום (עברית):

https://youtu.be/LpTyBNRAFJM


סקירת אוזניות עם סינון רעשים אקטיבי (עברית):

https://youtu.be/tKdfnjRjMkM


ומערכת ביטול הרעשים המודרנית והחכמה לאוזניות האלחוטיות:

https://youtu.be/VIi04uD8LtY

הרעם (Thunder) הוא הרעש שנוצר כתוצאה מפריקת החשמל הסטטי שבעננים, אותה פריקה שיוצרת את הברק (ראו בתגית "ברקים"). למעשה, הרעם הוא הדף שנגרם באוויר, בשל פריקת החשמל שנראית כברק. גלי הקול מתפשטים לכל הכיוונים וכשהם מגיעים לאוזנינו, הם נשמעים כרעם.

הרעם מגיע אל הצופה קצת אחרי הברק. הסיבה היא שמהירות הקול איטית בהרבה ממהירות האור ולכן אנו רואים את הברק ורק אחרי זמן קצר שומעים את הרעם שהוא גורם.


הנה מצגת וידאו על היווצרות הברק והרעם (עברית):

https://youtu.be/s4KoNVpqxOg


הסבר פשוט של הברק והרעם:

https://youtu.be/cu6K5h-J6xQ


הסבר נוסף:

https://youtu.be/EGyubhH13V4


הרצאת וידאו קצרה:

https://youtu.be/fEiVi9TB_RQ


וסופת ברקים בחיפה:

http://youtu.be/altjNEPKaNY