Vad är ljud?
I fysikens värld är ljud inget annat än osynliga vibrationer i luften som i våra öron omvandlas till nervsignaler som hjärnan tolkar.
Mozarts symfonier, ljudet från en borrhammare eller skriket från en fladdermus. Det är bara vårt inneröra och vår hjärna som i samarbete avgör hur vi upplever ljuden.
Hur uppstår ljud?
Oavsett om du klappar med händerna, sjunger en vers eller spelar upp en sång via en högtalare så sätter du luftens molekyler i rörelse – du producerar ljudvågor. Densiteten av molekyler (ljudtrycket) varierar och är avgörande för hur ljudet slutligen uppfattas.
Hur hör vi ljud?
Våra öron har form efter funktion och är "utformade" för att fånga upp ljudvågor. De består av tre delar; det yttre örat, mellanörat och det inre örat:
1. Ytterörat fångar ljudet.
De ljudvågor som vi har skapat träffar det yttre örat, som leder vågorna in genom hörselgången och in till trumhinnan i mellanörat.
2. Mellanörat förstärker ljudet.
Ljudvågorna slår emot trumhinnan, som börjar vibrera. Rörelsen aktiverar tre mikroskopiska ben, som förstärker ljuden och skickar det genom ett membran till innerörat.
3. Innerörat översätter ljuden.
Innerörat är fyllt med vätska som sätts i rörelse när ljudvågorna anländer. Rörelserna sätter tusentals mikroskopiska, känsliga hårceller i rörelse, vilket skapar elektriska signaler som hjärnan – tack vare den aukustiska nerven – känner igen som ljud.
Vilka ljud hör vi?
Örat kan bara fånga vissa ljud, vilka beror på antalet ljudvågor per sekund, det som kallas för frekvens och uttrycks i måtenheten hertz. Frekvensen avgör tonhöjden.
Människor kan vanligtvis höra ljud med frekvenser på mellan 20 och 20 000 hertz, medan många djur kan höra ljud med högre frekvens (ultraljud). Ljud med frekvenser under 20 hertz kallas för infraljud och går inte att höra.
Hur mäts ljud?
Ljud mäts med olika metoder beroende på vilken av ljudets egenskaper som du vill veta något om.
Tonhöjden mäts genom att registrera antalet vågor per sekund, uttryckt i hertz.
Volymen mäts i decibel. Decibelskalan är logaritmisk, så vid de ljudtrycksnivåer som är 10 gånger större än vid 0 decibel är volymen 10 decibel, och vid ett 100 gånger så kraftigt ljud är den på 20 decibel. Vid cirka 85 decibel börjar volymen att vara så våldsam att man bör skydda sina öron. Smärtgränsen går vid cirka 125 decibel.
Hastigheten på luftmolekylerna kan (som allt annat) uttryckas i kilometer per timme, men den växlar beroende på tryck, luftfuktighet och särskilt temperatur.
Vid normalt lufttryck vid havets yta och en temperatur på 15 grader Celsius rör sig ljudet med 1 225 kilometer i timmen. I vatten rör sig ljudet drygt fyra gånger så snabbt, och i fasta material fortplantar sig ökidet ännu snabbare.