A posztot olvassátok el, amíg el nem fáradtok (elvárható tőletek, hogy két részletben végezzetek ezzel az anyaggal, ami talán most több mint 45 perc). Ezt igen-igen ajánlom, mert ekkor a hanggal kapcsolatos lényeges info csak a kezetekbe került, az eszetekbe kúszott. Ha félreteszitek és nyáron olvassátok el, az is jó.
Nyáron még a munkafüzet feladatai közül (64-75. oldal) válaszoljatok meg minél többet!
A tankönyvet elég csak a posztban említett helyeken elolvasni.

A házi feladathoz mindenképpen scrollozzatok le MOST!!!

Fütyüljetek és vezessük be a hangról szóló tananyagot. Azt tudjátok, hogy amikor beszéltek, fütyültök, akkor a hangszálainkat rezgetitek. Ez a hangkeltés, ezt a szót biztos használtátok.

Tapasztaljátok, hogy a hang forrását szinte mindig azonosítani tudjátok.

A fülünk és a hanginger feldolgozását végző agyi terület olyan érzékeny, hogy egyértelműen azonosítja a hangforrás irányát, távolságát. Valószínűleg azt is tudjátok, hogy a dobhártyátok a rezgéseivel közvetíti a hangingert az agynak.

Tegyük fel a kérdést. Mi a hang? Tudjátok, mivel lehet hangot kelteni, mivel lehet a hangot felfogni. Most jön a második komoly kérdés, mi közvetíti a torkod és a füled között a hangot? Apró érdekesség, hogy itt is, ott is valami rezeg.

Most már volt időd gondolkodni, bizonyára rájöttél, hát a levegő közvetíti a hangot és akkor a hang légmozgás.

Egy egyszerű kísérletet mindenképp végezz el, mert ennek semmi akadálya nem lehet: tölts meg egy üveget, palackot vízzel és fújj rá – fújj el felette. Tankönyv 85. oldal „Kísérlet”.  Azután önts hozzá vizet vagy önts ki belőle és újra fújjál. Más hang lesz az eredmény. Amint nő a levegőoszlop hossza, úgy mélyebb hangot hallasz.     A kísérletből kiderül, hogy a rezgő légoszlop hossza befolyásolja a hang magasságát – és ezt szabályozni is lehet! Ugyanilyen a furulya, a fuvola is, amit bizonyára szintén ismersz. Az ujjaiddal befogod a furulya, fuvola nyílásait és ezzel változtatod a levegőoszlop hosszát. Ehhez hasonló a doromb, ott a szád üregének nagysága és a nyelved helyzete adja levegőoszlop hosszát.

Összefoglalóan a lényeg: a hangokat a hangforrás rezgése hozza létre. Ennek a hangnak a magasságát (érzetre is, zeneileg is) a rezgő tárgy hossza befolyásolja.

A hangokat a fületekkel fogjátok fel, érzékelitek. De az érzékeléshez kell a fül? A válasz: NEM. A fül is OK, de épp a 86. oldal „Érdekesség” bekezdésében idézheted fel gyerekkori kötelező olvasmányod, Az „Egri csillagok” egyik részletét. Ott a törökök mozgását a vár pincéjében lehelyezett (tehát a Föld rezgését) dobra tett borsó, a tálban finoman hullámzó víz jelezte. Tehát úgy ezek viselkedtek, mint a fül.

Ezzel megállapítottuk, hogy nagyon gyenge hangot is tud jelezni egy alkalmas tárgy/anyag rezgése. Vagyis a hangnak erőssége is van. A fülünkben az éles, hangos hang fájdalmat is tud kelteni. A metál zenét játszó zenészek pl. sokan megsüketülnek.

Ezzel megint újabb megállapításhoz jutottál. A hangerősség károsodást is okozhat, tehát a hangnak van egy még éppen nem hallható (suttogás) és egy nagyon erős tartománya. Ezt elnevezték hallásküszöbnek és fájdalomküszöbnek.

Azt már tudjátok, hogy a fizikus mindent mérni akar. Logikus, hogy a hang magasságát és erejét is egzaktul mérni akarja. Tehát erre is kifejlesztettek tehát egy műszert és ezzel a hang erősségét decibel- ben mérik. Jele a dB. Itt nincs mili- és kilodecibel.

A hallásküszöb 0 decibel, a fájdalomküszöb pedig 130 decibel. A Sziget hangversenyeit is annak megfelelően hangosítják, hogy a Duna-parton már csak éppen hallható legyen. Ez 40-50 dB.

Jegyezzétek meg azt is, hogy
- a hangvédő falak az autópálya mentén CSAK visszaverik a hangot. Ezáltal lesz csöndesebb a másik oldalon;
- a káros hangok ellen hangtompítót lehet használni, ami tulajdonképpen szigetel a fülön kívül;
- a hangszerek nagy teste, a tölcsér tereli a hangot, hogy bizonyos irányban jól, más irányban ne halljuk a hangot;
- az énekesek nagy teste, kövérsége a hang jobb rezgését, ezáltal erősebb, tisztább hangzását szolgálja.

Az előbb írtam a hangmagasságról. Ezt minden nap megtapasztaljátok, a fiúk hangja mélyebb, a lányoké magasabb. Rögtön és gond nélkül meg lehet különböztetni a kettőt egymástól. A férfiaknak hosszabbak és vastagabbak a hangszálai, mint a nőknek. A tárgyalás elején hallottátok, hogy hosszabb levegőoszlop mélyebb hangot ad. Tehát a hangmagasság attól függ, mekkora a rezgő test/anyag hossza, vastagsága és feszessége. A vastagság, feszesség könnyen ellenőrizhető, ha egy gumit, vonalzót vagy gombostűt rezgetsz. Kipróbáltad? A gumit fogd az ujjaid köz, a gombostűt és a vonalzót szorítsd az asztal szélére, a másik kezeddel pedig pendítsd meg.

A rezgő test/anyag természetesen az előbb látottak szerint rezeg: Minél rövidebb, annál többet rezeg ugyanannyi idő alatt. Annál magasabb hangot hallotok. A fiziológiai érzetre megkülönböztethető hangmagasság a hangforrás (pl. az előbb a gombostű) rezgésének ütemétől függ.

Megint jön a fizikus a mérési mániájával. Megszámolja, mennyit rezeg egy test egységnyi idő (pl. másodperc) alatt. A másodpercenkénti rezgésszámot pedig elnevezi frekvenciának.  A frekvencia jele a kis <f>. Mértékegysége ebből következően az 1/sec. Mert ugye a rezgésszám egy darabszám, nincs mértékegysége, a számlálóban nincs mértékegység. Ezt az 1/sec-ot Hertz-nek nevezték el, vagyis lehet mondani, hogy a frekvencia mértékegysége az 1 Hertz = 1 Hz. Van kilohertz, azaz kHz = 1000 Hz.

Biztos hallottatok a normál zenei A hangról. Ez az a hang, amelyet a másodpercenként 440-et rezgő úgynevezett hangvilla ad ki magából. (Tehát most ez itt a hangforrás) A fizika jelöléseivel ezt úgy írják, hogy
f = 440 Hz.
A hárfán és az orgonán lehet látni, milyen nagy különbségek vannak az egyes húrok, sípok között. Ez azért van mert ott direkt a húrt vagy a sípban a levegőoszlopot rezegteti a zenész. Ott figyelhető meg, hogy az A hangot kiadó 440 Hz rezgésszámú húr/síp hosszához képest kétszer olyan rövid húr/síp rezgésszáma 880 Hz. Tehát a rezgő test rezgésszáma és hossza között fordított arányosság van.  

Ezzel kapcsolatos a tankönyv 91. oldal PÉLDÁJA. Olvassátok el figyelmesen, hogy legalább egy példát lássatok is a hanggal kapcsolatosan.

A példa alatt pedig az emberi fülről és hangról van megjegyzendő információ. Lényeges, hogy az emberi fül számára hallható, érzékelhető hang kb. 20 Hz (mély) és 20000 Hz (magas) közé esik.

Emlékezzünk meg még a 20 Hz alatti hangokról, pl. a bálna, elefánt hangjáról. Ez az infrahang. A 20000 Hz feletti hangokat pedig ultrahangnak hívjuk. Ez pl. a denevérek és delfinek „beszéd”-hangja.

Emlékezzünk meg még a 20 Hz alatti hangokról, pl. a bálna, elefánt hangjáról. Ez az infrahang. Ezekről az állatokról itt nincs kép. A 20000 Hz feletti hangokat pedig ultrahangnak hívjuk. Ez pl. a denevérek és delfinek „beszéd”-hangja. A denevér tájékozódásra használja az ultrahangot. A kibocsátott hang visszaverődését érzékelve tudja, hol az akadály, sőt azt is, hogy az épp denevértárs vagy szikla. A delfin pedig ugyanígy a visszavert ultrahangot analizálva tájékozódik, de ezen kívül kommunikációra is használja a hangot, amint pl. Merle regényéből és sok aranyos állatfilmből tudjuk. A tengeralattjáró szintén tájékozódik, amikor a visszavert ultrahangot saját készülékével felfogja és azt elemzi. Ezek a készülékek is olyan érzékenyek, hogy ki tudják jelezni, milyen típusú tengeralattjáróról jött vissza a saját hangja.

Lépjünk tovább. Azt mondjuk, hogy a hang terjed. Nem megy, sugárzik, nem viszik, terjed. A köznyelvben a terjedés valamilyen közegben történik. Nos a hang is valamilyen közvetítőanyagban, gyakran levegőben, de vízben is terjed. Közvetítőanyag nélkül nincs hang. Pl. a világűrben az űreszközöknek nincs hangjuk. Tehát a Halálcsillag dübörgése szaktárgyi tévedés (de elnézzük neki, mert olyan hülyén nézne ki egy félelmetes fegyver némán).
Ha pedig terjed, akkor rögtön az első kérdés: mekkora sebességgel teszi ezt.

Jegyezd meg, ez fontos, szinte az átlagos intelligenciához tartozik. A hang terjedési sebességét levegőben 340 m/sec-nek vesszük. Azért nem tudjuk ezt itt és most pontosan megmondani, mert ez függ a levegő sűrűségétől, hőmérsékletétől, szennyezettségétől is. Amint tanultuk: 1 m/sec = 3,6 km/h. Innen számolható, hogy az előbbi 340 m/sec hangsebesség = 1224 km/h.

Ebből az előbbi mondatból az is kiderült, hogy a hang sebessége függ a közvetítő anyagtól, amiben terjed. Vízben 1500 m/sec. Leginkább az acélt szokták még tankönyvekben megadni. Ez 6000 m/sec. Nem lep meg ugye, hogy az acélban is van hang? Világos, az is tud rezegni, mint bármely más fém.

Még egy dolog maradt hátra így a hanggal ismerkedés témából. Hogy is lehet elképzelni a hang, tehát a részecskék rezgését a közvetítő közegben. Erre én két ’modell’-t tudok mutatni.
1/ csepegtess vizet egy félig telt tálba és figyeld meg a kialakuló koncentrikus köröket, hullámhegyeket és völgyeket, amint szépen híznak a csepp becsapódási helyétől távolodva.
2/ húzz ki egy szép hosszú rugót, majd pöcköld meg, rezgessed az egyik végét. A rugó hol sűrűsödik, hol ritkul és ez a „deformáció” halad a rugó egyik végétől a másikig.

Ebből egy nagyon lényeges, megjegyzendő információ következik. A hang hullám, hullámjelenség.

Megjegyzendő info:
- hullámforrás: ahol a rezgés kiindul. A csepp becsapódási helye, rugó rezgetési vége
- hullámhegy/hullámvölgy: a rezgés csúcspontjai és mélypontjai. A hullám teteje/alja, a rugó sűrűsödése/ritkulása.
Olvasd el figyelmesen a vízre írt szavakat és a szöveget a képen!

A hullámjelenségek egy nagyon sok és nehéz összefüggéseket tartalmazó része a fizikának, itt most nincs rá hely és idő, hogy ezt kifejtsük. Legyen elég annyi, hogy a hullámhegy, -völgy, vagyis a hullámok alakjának/mintázatának lerajzolása nagyon jól szemlélteti a terjedést és ebből két dolog ki is olvasható:
A hang terjedése a közvetítő közeg rezgése által valósul meg és fontos jellemzője a hullámhossza.
A hullámhossz két hullámhegy közötti távolság. Ezzel törvényszerűen összefügg a frekvenciája, vagyis hány hullám halad el egy pontban ill. pont előtt egy másodperc alatt. De erről később.

Tulajdonképpen az "Összefoglalás" 96. oldalon található fogalmakat írtam le ide. Azt kell tudni, ami oda van leírva. Ez itt annak kifejtése egy konzekvens gondolatmenetet követve.