Ääni

Työ: Äänien synnyttämistä

Kokeile synnyttää ääniä eri tavoilla. Kirjoita jokaisesta havainnot lyhyesti vihkoon

Viivotin pöydän reunalla
Kuminauha sormien välissä
Koeputket
- tee panhuilu käyttäen koeputkia ja vettä
Äänirauta
Lisätehtävä: Mieti miten ääni syntyy (ja mikä vaikuttaa)
1. kitarassa
2. nokkahuilussa
3. rummussa

Ääni on väliaineessa etenevää mekaanista aaltoliikettä
(usein väliaineena on ilma, mutta ei välttämättä).
(Ilmassa) ääni on pitkittäistä aaltoliikettä.
Äänen syntyyn tarvitaan värähtelijä, joka saa ilman (väliaineen) värähtelemään
Äänen havaitsemiseen tarvitaan vastaanotin esim. ihmisen korva (video (YLE))
- (tärykalvo → kuuloluut → sisäkorva → kuulohermot → aivot (äänen tulkinta, merkityksen tulkinta))
Äänen synnyttäminen
- ihminen: pallea, äänihuulet
- kaiutin (sähkömagneetti saa kalvon värähtelemään)
- soittimet
- Lisätietoa: Seisova aaltoliike

Äänen korkeus riippuu värähtelyn taajuudesta
- Mitä suurempi taajuus sitä korkeampi ääni (mitä nopeammin värähtelee)
- Muista: taajuuden yksikkö on hertsi (Hz)

Online-taajuusgeneraattori, (toinen)
- Mikä on ihmisen kuulema taajuusalue?
- (hyttysen taajuus n. 800Hz, kärpänen n. 190 Hz)
- (aaltomuodot ja taajuus: musiclab.chromeexperiments.com/Oscillators/)
Tiede-lehti: Mikään ei lennä niin kuin hyttynen
Mosquito: Ääni jonka vain alle 25 vuotiaat kuulevat (17400 Hz)
Lisätietoa:
- Kitaran viritys, pianon koskettimet jne.
- Huom! yhden oktaavin nousu tarkoittaa taajuuden kaksinkertaistumista!
- Googlella on ihan hauskoja musiikkiin liittyviä kokeiluja: musiclab.chromeexperiments.com
  - esim. tee oma biisi: https://goo.gl/Kf1nZZ

Äänen voimakkuus eli intensiteetti riippuu värähtelyn amplitudista
- Mitä suurempi ääniaallon amplitudi on, sitä voimakkaampi se on
- Varsinaiseen voimakkuuden aistimiseen vaikuttaa myös äänen taajuus!
Äänen voimakkuutta mitataan desibeliasteikolla (yksikkö dB)
- (Desibeliasteikko ei ole ihan yksinkertainen ymmärtää)
- 10 dB kasvu tarkoittaa äänen voimakkuuden kaksinkertaistumista
  - laskennallisesti äänen energian kaksinkertaistuminen vastaa 3 dB kasvua, mutta tutkimusten mukaan n. 10 dB muutos tulkitaan kaksinkertaistumiseksi
Heikoin kuultava ääni 0 dB, yli 120 dB aiheuttaa kipua
- Korva ei kuule yli 120 dB ääniä (vaan menee "lukkoon" eli lihakset estävät kuuloluita liikkumasta -> nopeat, yhtäkkiset äänet vaarallisimpia!)
- Menetettyä kuuloa ei saa takaisin jos sisäkorvan aistinkarvasolut vahingoittuvat!

Asenna puhelimeesi äänenvoimakkuusmittari (sound meter)
- Android: play.google.com - Sound meter
- iOS: hae sovelluskaupasta "sound meter" (esim.tämä)

Äänen nopeus riippuu väliaineesta
- (Koska ääniaalto tarvitsee väliaineen, se ei voi liikkua äärettömän nopeasti (tai edes valon nopeudella))
ilmassa 340 m/s (tärkein!)
- vedessä 1500 m/s, raudassa 5100 m/s
Äänen nopeus ja aallonpituus: Äänipää
TEDed: The sonic boom problem
YouTube

(eli kirjan kpl 4: Äänen ominaisuuksia)

Värähtelijällä on ominaistaajuus (jolla se värähtelee mieluiten (eli luonnollisesti))
Resonanssissa energiaa siirtyy värähtelijältä toiselle
Ominaistaajuuksien pitää olla samat!
viinilasien soittoa youtubessa
Veritasium: The Secret of Synchronization (Youtube)

Häiritsevää (haitallista tai vahingollista) ääntä tai tärinää
Melun kokeminen on yksilöllistä (ääni joka on jonkun mielestä melua voi olla toisen lempimusiikkia)
Voimakas melu voi aiheuttaa kuulovaurion
Lievempikin melu haittaa keskittymistä (ja lepoa, voi aiheuttaa levottomuutta ja stressiä)

Kun äänen lähde ja havaitsija liikkuvat toistensa suhteen, äänen taajuus muuttuu
Jos äänilähde lähestyy kuulijaa, niin äänen taajuus kasvaa
Jos äänilähde liikkuu poispäin kuulijasta, niin taajuus pienenee
Voidaan havaita esim. hälytysajoneuvon lähestyessä ja ajaessa ohi
- henkilöauto, selitys