Γιατί ακούγονται ηχώ στα βουνά, αλλά όχι στα δωμάτια;

Ο λόγος που οι ηχώ δεν ακούγονται στα δωμάτια είναι ότι οι ανακλώμενοι ήχοι λαμβάνονται σε λιγότερο από 0,1 δευτερόλεπτα ή οι ανακλώσες επιφάνειες βρίσκονται σε αποστάσεις μικρότερες από 17 μέτρα. Αντηχήσεις ακούγονται και σε ένα άδειο διαμέρισμα. Ένας επιπλέον λόγος για τον οποίο μπορεί να μην ακούτε ηχώ σε ένα δωμάτιο είναι ότι τα ξύλινα έπιπλα και τα μαξιλάρια απορροφούν τον ήχο αντί να τον αντανακλούν.

Σε μια δημοφιλή ελληνική λαϊκή ιστορία, ο Δίας απεικονίζεται συχνά να κατεβαίνει από τον Όλυμπο για να επισκεφτεί τη Γη και να ανακατευτεί με όμορφες νύμφες. Τελικά, η Ήρα, η ιδιοσυγκρασιακή σύζυγός του, γίνεται καχύποπτη και αποφασίζει να τον πιάσει στα χέρια.

Μια ορεινή νύμφη, σε μια προσπάθεια να προστατεύσει τον Δία, παγίδευσε την Ήρα σε περιστάσεις. Συνειδητοποιώντας την υπονόμευσή της, η εξαγριωμένη Ήρα καταδίκασε τη νύμφη να επαναλαμβάνει μόνο τις τελευταίες λέξεις που της έλεγε κάποιος σε οποιαδήποτε συνομιλία για το υπόλοιπο της ζωής της. Η νύμφη ονομάστηκε Ηχώ.

Όταν στέκεστε στην κορυφή ενός λόφου ή στη μέση μιας απέραντης ζούγκλας ανάμεσα σε ψηλά δέντρα και φωνάζετε το όνομά σας, ο φυσερός σας, μετά από μια μικρή καθυστέρηση, ακούγεται επαναλαμβανόμενα, αν και διαδοχικά λιποθύμησε ή μειώθηκε. Αυτός ο ήχος που επιστρέφεται είναι ηχώ.

(Φωτογραφία:Pexels)

Η ηχώ είναι ένας ήχος που επιστρέφει στην πηγή του σαν μπούμερανγκ. Για να επιστρέψει πίσω προς την κατεύθυνση της πηγής του, ένα ηχητικό ή φωτεινό κύμα πρέπει είτε να χαράξει μια διαδρομή στο διάστημα που θυμίζει παραβολή (όπως η καμπυλόγραμμη κίνηση του φωτός που ταξιδεύει γύρω από τον ήλιο ως συνέπεια της καμπυλότητας του ίδιου του χώρου λόγω της βαρύτητας του ήλιου, όπως προβλέπεται από τη Γενική Σχετικότητα) ή απλά, αντανακλούν από μια επιφάνεια. Η ηχώ είναι η τελευταία, είναι μια αντανάκλαση ηχητικών κυμάτων από αντικείμενα που βρίσκονται κοντά στην πηγή.

Ωστόσο, εάν μια ηχώ είναι απλώς μια αντανάκλαση του ήχου, γιατί δεν την ακούμε σε μικρά δωμάτια, όπου υπάρχουν ακόμη περισσότερες επιφάνειες για να ανακλάσουμε; Η απάντηση βρίσκεται στο πώς αντιλαμβάνεται τον ήχο ο ανθρώπινος εγκέφαλος.

Πώς ακούγεται μια ηχώ;

Για να γίνει αντιληπτός ένας ανακλώμενος ήχος ξεκάθαρα, ο ήχος πρέπει να έχει επαρκές μέγεθος και να επιστρέφει μετά από μια ορισμένη καθυστέρηση. Η καθυστέρηση είναι ευθέως ανάλογη με την απόσταση της ανακλώσας επιφάνειας από την πηγή του ήχου και τον ακροατή.

Η ακουστική μας συσκευή είναι το ζευγάρι των αυτιών που συνδέονται και στις δύο πλευρές του κεφαλιού μας. Από τη στιγμή που εκπέμπεται ένας ήχος, το ανθρώπινο αυτί δεν μπορεί να διακρίνει τον αντιληπτό ήχο από τον αρχικό εάν η καθυστέρηση είναι μικρότερη από το ένα δέκατο του δευτερολέπτου.

Ηχώ

Εάν η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι περίπου 340 m/s, τότε η συνολική απόσταση που διανύει, προσπίπτει και ανακλάται, μέσα σε αυτό το στενό παράθυρο των 0,1 δευτερολέπτων, είναι 34 μέτρα. Αυτό σημαίνει ότι το εμπόδιο πρέπει να απέχει τουλάχιστον 17 μέτρα για να διακρίνεται ο ανακλώμενος ήχος από τον προσπίπτοντα ήχο και επομένως να γίνεται αντιληπτός ως ηχώ. Όταν μια ηχώ επιστρέφει σε ένα δευτερόλεπτο, το εμπόδιο είναι 170 μέτρα μακριά. Ομοίως, είναι 340 μέτρα μακριά όταν η ηχώ επιστρέφει σε δύο δευτερόλεπτα.

Μια ηχώ δεν πρέπει να συγχέεται με μια αντήχηση, η οποία είναι επίσης μια αντανάκλαση του ήχου. Ωστόσο, η κύρια διαφορά μεταξύ μιας ηχούς και μιας αντήχησης είναι ότι η τελευταία είναι ένα ανακλώμενο κύμα που λαμβάνεται μέσα σε ένα δέκατο του δευτερολέπτου. Αυτό συνεπάγεται ότι τα εμπόδια τοποθετούνται σε πολύ μικρές αποστάσεις, συγκεκριμένα, μικρότερες από 17 μέτρα.

Αντήχηση

Η αντήχηση στην πραγματικότητα διευκολύνει τον συντονισμό συνδυάζοντας τα προσπίπτοντα και τα ανακλώμενα κύματα σε ένα παρατεταμένο ηχητικό κύμα. Αυτό είναι εμφανές όταν τραγουδάτε εγκάρδια στην τουαλέτα σας ή στα τσιρίσματα που βγάζουν οι Τζόρντανς σας όταν τους σέρνουν στο πάτωμα ενός άδειου γηπέδου μπάσκετ.

Έτσι, ο λόγος που δεν ακούγονται οι ηχώ στα δωμάτια είναι ότι οι ανακλώμενοι ήχοι λαμβάνονται σε λιγότερο από 0,1 δευτερόλεπτα ή οι ανακλώσες επιφάνειες βρίσκονται σε αποστάσεις μικρότερες από 17 μέτρα.

Αντηχήσεις ακούγονται και σε ένα άδειο διαμέρισμα. Ένας επιπλέον λόγος για τον οποίο μπορεί να μην ακούτε ηχώ σε ένα δωμάτιο είναι ότι τα ξύλινα έπιπλα και τα μαξιλάρια απορροφούν τον ήχο αντί να τον αντανακλούν.

Η ηχολογική τοποθεσία ως τρόπος πλοήγησης

Οι νυχτερίδες και τα θαλάσσια θηλαστικά όπως τα δελφίνια είναι γνωστό ότι χρησιμοποιούν ηχοεντοπισμό για να πλοηγηθούν και να «βλέπουν» στο σκοτάδι. Οι νυχτερίδες είναι γνωστό ότι χρησιμοποιούν ηχοεντοπισμό για να αποφεύγουν εμπόδια τόσο μικρά όσο μια τρίχα, καθώς και να αναγνωρίζουν και να πιάνουν ιπτάμενα έντομα! Διασκορπίζουν ένα ηχητικό κύμα εξαιρετικά υψηλής συχνότητας, αόρατο στους ανθρώπους, προς ένα αντικείμενο, το οποίο το αντανακλά πίσω προς το μέρος τους.

(Φωτογραφία:National Wildlife / Wikimedia Commons)

Αυτά τα ζώα έχουν εξαιρετικά ευαίσθητα αυτιά που χρησιμοποιούν για να πιάσουν τα κύματα που αναπηδούν. Η ανακλώμενη ηχώ χρησιμοποιείται στη συνέχεια για να ζωγραφίσει μια τρισδιάστατη εικόνα του εμποδίου που βλέπουν. Οι ηχώ πρέπει να είναι δυνατές και εφήμερες, έτσι ώστε ένα πακέτο ήχου να επιστρέφει πριν από τη μετάδοση του επόμενου.

Ανθρώπινη Αντήχηση:Daniel Kish

Οι άνθρωποι μιμήθηκαν αυτό το έξυπνο σύστημα απεικόνισης ήχου αναπτύσσοντας πλοία ή υποβρύχια με τεχνολογία SONAR. Ωστόσο, ορισμένα άτομα έχουν κάνει ένα βήμα μπροστά και έχουν βελτιώσει τις αισθήσεις τους να εφαρμόσουν οι ίδιοι την ηχοεντοπισμό! Αυτό παρατηρείται ιδιαίτερα σε τυφλούς που το χρησιμοποιούν για πλοήγηση.

Η ενίσχυση μιας αίσθησης μετά την απώλεια μιας άλλης είναι ένα αρκετά συχνό φαινόμενο. Ο λόγος είναι ότι το κύκλωμα των νευρώνων που είναι υπεύθυνοι για την αίσθηση της ακοής, της όρασης και των οσφρητικών ερεθισμάτων είναι στριμωγμένο δίπλα σε έναν πολύ στενό χώρο. Επιπλέον, ο εγκέφαλος είναι πολύ φειδωλός, επομένως όταν μια κρίσιμη περιοχή καλωδίων γίνεται παρωχημένη, η πλαστικότητα του εγκεφάλου μας κάνει τα κοντινά καλώδια να επικαλύπτονται ή να τα χρησιμοποιούν και να τα χρησιμοποιούν, ενισχύοντας έτσι την αντίστοιχη λειτουργία τους.

Στην περίπτωση της τύφλωσης, ο εξασθενημένος οπτικός φλοιός ενός τυφλού ατόμου χρησιμοποιείται για την αίσθηση ακουστικών και απτικών ερεθισμάτων.

(Φωτογραφία:PopTech / Wikimedia Commons)

Για παράδειγμα, σκεφτείτε τον Daniel Kish, ο οποίος εμπόδισε τον καρκίνο του αμφιβληστροειδούς και έχασε την όρασή του στη βρεφική ηλικία. Ο Ντάνιελ δίδαξε τον εαυτό του να πλοηγείται με ηχοεντοπισμό κάνοντας γρήγορους ήχους κλικ που αντανακλώνονταν από αντικείμενα που βρίσκονταν κοντά του. Ως νεαρό αγόρι, έκρινε το ύψος του ενώ σκαρφάλωνε στα δέντρα εκφωνώντας αυτά τα τριξίματα υψηλής συχνότητας και ακούγοντας τις ηχώ τους από το έδαφος κάτω.

Στη συνέχεια έμαθε τον εαυτό του να οδηγεί ποδήλατο κρίνοντας την απόσταση των κρασπέδων με ηχολογική θέση. Παρατηρώντας αυτό το μνημειώδες κατόρθωμα, πολλοί τυφλοί ακολούθησαν τα βήματά του και έμαθαν να χρησιμοποιούν παρόμοια κλικ για να πλοηγούνται. Τώρα εκπαιδεύει άλλους ανθρώπους που είναι τυφλοί να «βλέπουν» με τον ίδιο τρόπο που βλέπει.