Γιατί το κλείσιμο μιας πόρτας βοηθά στον αποκλεισμό του θορύβου;

Όταν μια πόρτα είναι κλειστή, βοηθά να αποκλείεται ο θόρυβος, επειδή τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν πιο γρήγορα μέσα από τα στερεά και η πόρτα απορροφά μέρος της ενέργειας των κυμάτων. Επιπλέον, τα ηχητικά κύματα που περνούν από την πόρτα στο δωμάτιο θα χάσουν περισσότερη ενέργεια καθώς ταξιδεύουν στον αέρα, καθιστώντας τα λιγότερο αισθητά.

Μπορεί να θυμάστε από τα μαθήματα του γυμνασίου σας ότι από τις τρεις καταστάσεις της ύλης, δηλαδή, στερεά, υγρά και αέρια, τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν πιο γρήγορα μέσα από τα στερεά. Το δεύτερο καλύτερο είναι το υγρό, που σημαίνει ότι ο ήχος ταξιδεύει πιο αργά μέσω των αερίων. Αυτό σημαίνει ότι αν θέλετε ο ήχος να ταξιδεύει από το ένα μέρος στο άλλο, θα πρέπει να προσπαθήσετε να τον κάνετε να περάσει μέσα από ένα στερεό.

Ωστόσο, εάν συμβαίνει αυτό, γιατί κλείνουμε τις πόρτες σε ένα δωμάτιο όταν θέλουμε να αποτρέψουμε την είσοδο θορύβου; Εφόσον ο ήχος ταξιδεύει καλύτερα μέσω των στερεών (και ο χειρότερος μέσω του αέρα), γιατί οι πόρτες, οι τοίχοι και άλλα στερεά «εμπόδια» εμποδίζουν την ανίχνευση του ήχου;

Τι είναι ο ήχος;

Ο ήχος είναι στην πραγματικότητα ένα κύμα πίεσης που δημιουργείται από ένα δονούμενο αντικείμενο. Με άλλα λόγια, θα μπορούσατε να πείτε ότι όταν κάτι δονείται, δημιουργεί ήχο. Προερχόμενα από μια πηγή, αυτά τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν προς τα έξω προς όλες τις κατευθύνσεις με τον ίδιο ρυθμό. Καθώς τα κύματα ταξιδεύουν, αναπηδούν και/ή απορροφώνται από αντικείμενα που βρίσκονται στο πέρασμά τους.
Αυτά τα κύματα στη συνέχεια συλλαμβάνονται από τα αυτιά μας, τα οποία στέλνουν τα κύματα στον εγκέφαλο, όπου τα επεξεργάζονται, ώστε να μπορέσουμε να πάρουμε κάποια «νόηση» από αυτά.

Πώς ο ήχος που παράγεται από ένα ηχείο φτάνει στα αυτιά μας.

Τώρα, σε αντίθεση με το φως (το οποίο είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα), ο ήχος είναι ένα μηχανικό κύμα, που σημαίνει ότι χρειάζεται ένα μέσο για να ταξιδέψει. Δεν μπορεί να κινηθεί μέσα από το κενό (ενώ το φως μπορεί). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το διάστημα είναι σιωπηλό, επειδή ο ήχος δεν μπορεί να ταξιδέψει με την απουσία οποιουδήποτε αέρα.

Πώς ταξιδεύει ο ήχος σε ένα μέσο;

Είμαστε συνεχώς περικυκλωμένοι από αέρα, επομένως είναι φυσικό ο ήχος που ακούμε να φτάνει στα αυτιά μας μετά από ταξίδι μέσω αέρα. Για αρχή, ο ήχος ταξιδεύει στον ξηρό αέρα με ταχύτητα περίπου 343 m/s (767 mph). Θα πρέπει επίσης να σας υπενθυμίσω ότι ο ήχος ταξιδεύει με το πιο αργό στον αέρα; ταξιδεύει πολύ πιο γρήγορα μέσα από τα στερεά.

Ο λόγος που ταξιδεύει τόσο γρήγορα μέσα από τα στερεά είναι ότι ο ήχος είναι στην πραγματικότητα μια τοπική διαταραχή της οποίας η διάδοση επιτυγχάνεται μέσω συγκρούσεων μεταξύ των συστατικών σωματιδίων σε ένα μέσο. Στην περίπτωση των στερεών, τα συστατικά σωματίδια συσκευάζονται στενά μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα αυτού, οι δονήσεις που υφίστανται αυτά τα σωματίδια (λόγω των εισερχόμενων ηχητικών κυμάτων) μεταβιβάζονται γρήγορα στα γειτονικά σωματίδια τους, τα οποία στη συνέχεια τους μεταδίδουν ακόμη περισσότερο.

Έτσι συσκευάζονται τα συστατικά ενός στερεού αντικειμένου. Βλέπετε, υπάρχει αμελητέος χώρος μεταξύ αυτών των σωματιδίων.

Γι' αυτό ο ήχος ταξιδεύει τόσο γρήγορα και αποτελεσματικά στα στερεά!

Αλλά αν ισχύει αυτό, τότε….

Γιατί μια κλειστή πόρτα εμποδίζει τον θόρυβο;

Είναι αλήθεια ότι ο ήχος ταξιδεύει πιο γρήγορα μέσα από τα στερεά, αλλά τα στερεά αντικείμενα εμποδίζουν τα ηχητικά κύματα να φτάσουν σε ένα δεδομένο χώρο. Ο λόγος πίσω από αυτό είναι πολύ απλός:βλέπετε, όταν ο ήχος προέρχεται από ένα σημείο, ταξιδεύει μέσα από ένα μέσο και στη συνέχεια συναντά ένα στερεό αντικείμενο, χάνει μέρος της ενέργειάς του. Με άλλα λόγια, μια αλλαγή στο μέσο πυροδοτεί μείωση της ενέργειας που μεταφέρει το ηχητικό κύμα. Αυτός είναι ουσιαστικά ο λόγος που οι ήχοι χάνουν την «δυνατότητα» τους όταν πέφτουν σε διαφορετικό μέσο.

Τα ηχητικά κύματα χάνουν ενέργεια όταν αλλάζουν το μέσο διάδοσής τους.

Το ίδιο συμβαίνει όταν μια κλειστή πόρτα ή τοίχος μειώνει τον εξωτερικό θόρυβο. Οι θόρυβοι (ηχητικά κύματα) που προέρχονται έξω από ένα δωμάτιο (ας το ονομάσουμε «δωμάτιο στόχο») ταξιδεύουν μέσω του αέρα πριν χτυπήσουν την πόρτα. Τώρα, η πόρτα απορροφά μέρος της ενέργειας αυτών των κυμάτων και αντανακλά μερικά από αυτά τα κύματα πίσω. Έτσι, τα αρχικά ηχητικά κύματα χάνουν σημαντικό μέρος της συνολικής τους ενέργειας.

Στη συνέχεια, τα υπόλοιπα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσα από τη συμπαγή πόρτα και εισέρχονται σε άλλο μέσο, ​​δηλαδή στον αέρα του δωματίου-στόχου, και κατά συνέπεια χάνουν ακόμη και περισσότερα ενέργεια. Το αποτέλεσμα; Ο θόρυβος είτε είναι εντελώς αποκλεισμένος είτε είναι πολύ χαμηλής έντασης για να γίνει αντιληπτός από οποιονδήποτε εντός του δωματίου-στόχου.

Γι' αυτό οι κλειστές πόρτες και οι τοίχοι είναι τόσο καλοί στο να εμποδίζουν τον εξωτερικό θόρυβο, παρά την ικανότητα των στερεών αντικειμένων να περνούν τα ηχητικά κύματα τόσο αποτελεσματικά.