Sammenfatning af lydens verden

Lyd er en form for energi. Det kan produceres, det kan flyttes, det kan udføre arbejde, det kan spredes over tid og afstand, og det kan bære enorme mængder energi. Den lyder kun, så længe systemet har energi til at holde den i gang. Det defineres bedst som noget, der kan høres. Faktisk er det en bølge, en række vibrationer, der passerer gennem et medium inden for det frekvensområde, som det menneskelige øre kan opfatte. Den kan sprede sig gennem gasser, væsker og faste stoffer, men kan ikke høres i et vakuum, herunder i det ydre rum. Men hvad skal vi ellers vide om den? Lad os finde ud af det!

Lyd er derfor en langsgående, mekanisk bølge. Den skyldes frem- og tilbagestrømning af partiklerne i mediummet som lydbølgen bevæger sig igennem. Objektets vibrationer får partiklerne i det omgivende medium til at vibrere, så de registreres af de auditive receptorer. Dette kaldes lyd. Det er dog vigtigt at bemærke, at lyd i fysikken er selve de vibrerende bevægelsesbølger, uanset om det menneskelige øre kan høre dem eller ej. Det er også vigtigt, at lyden har brug for et medium til at bevæge sig i. Den kan bevæge sig gennem ethvert medium, men som nævnt i indledningen ikke i et vakuum. I rummet er der ingen lyd, fordi der ikke er noget medium til at overføre lydvibrationer. Når vibrationerne er hurtige, hører vi en høj lyd, og når de er langsomme, hører vi en lav lyd.

Karakteristik af lydbølger

Lyd er normalt hørbar for det menneskelige øre, når dens frekvens, dens vibrationshastighed, måles på mellem 20 og 20.000 kalibre pr. sekund, men dette interval kan variere betydeligt fra person til person. Lydbølger med frekvenser under det hørbare område kaldes subsonisk lyd eller infralyd og lydbølger med frekvenser over det hørbare område defineres som ultralyd. En lydbølge repræsenteres normalt grafisk ved en bølget vandret linje, men denne graf er kun en repræsentation og ikke et egentligt billede af en bølge. En lydbølge opstår ved trykændringer forårsaget af vibrationer.

Der er lavtryks- og højtryksområder.

Områder med højt tryk kaldes højtryksområder og områder med lavt tryk kaldes lavtryksområder, og den fysiske afstand mellem to på hinanden følgende toppe eller lavtryk i en lydbølge kaldes bølgelængden. Amplituden er den kompression eller ekspansion, som mediummet hvor lydbølgen bevæger sig igennem, oplever. En høj amplitude betyder høj lyd, mens en lav amplitude betyder en blød knirken.

Frekvens er den hastighed, hvormed en given lyd vibrerer gennem luften. Den beregnes i cyklusser pr. sekund. SI-enheden for frekvensen er Hertz. Hastigheden kan beregnes som frekvensen gange bølgelængden. Formlen viser imidlertid, at der er en omvendt proportionalitet mellem frekvens og bølgelængde, hvilket betyder, at f.eks. en streng, der er dobbelt så stor som en streng, har halvdelen af vibrationshastigheden, og at en vibration med højere frekvens har en højere tonehøjde. Lydhastigheden afhænger af mediet: i luft er den 340 meter i sekundet, i vand 1500 meter i sekundet og i faste stoffer mellem 2500 og 6000 meter i sekundet.

Derfor forplanter lyden sig bedre i faste stoffer og væsker og er derfor mere mærkbar. Lydhastigheden kan også ændres, om end kun lidt, af mediets temperatur. I varmere luft bevæger lyden sig med en lidt højere hastighed, mens lydhastigheden i kold luft er lidt lavere, nemlig 340 meter i sekundet. Da evnen til at lede lyden afhænger af mediets massefylde, er faste stoffer bedre ledere end væsker, og væsker er mere effektive end gasser. Lydbølger kan reflekteres, brydes, bøjes og absorberes, ligesom lysbølger. Refleksion af lydbølger kan resultere i ekko – en vigtig faktor i akustik i teatre og auditorier.

En lydbølge kan forstærkes af kropsbølger med samme vibrationsfrekvens, men en kombination af bølger med forskellige vibrationsfrekvenser kan give slag eller pulsationer eller andre former for interferens. Som en kuriositet er det værd at spørge sig selv, hvad denne lydhastighed på 340 meter i sekundet i luft betyder. Det er måske bedre at forstå, hvis vi omregner det til kilometer i timen, som her svarer til 1224. Det er den hastighed, som jagerfly kan flyve med. Supersoniske fly kan overskride lydhastigheden. Den buldrende lyd i det øjeblik, hvor den krydser, kaldes et sonisk brag.

Hvad er hørelsen?

I modsætning til lugte- og smagssansen, som er afhængig af kemiske interaktioner, er hørelse en mekanisk proces, hvor øret omdanner lydbølgerne det opfatter til elektriske signaler, som hjernen kan forstå. Vores auditive system består af mange dele, der fungerer. Det ydre øre opfanger lydene der får trommehinden i mellemøret til at vibrere. Det indre øre modtager disse vibrationer og sender dem videre til hørenerven. Disse impulser når i sidste ende frem til vores hjerne, som omsætter dem til det, vi hører. Hørelse handler altså om at være opmærksom på tilstedeværelsen af lyd og om at bestemme lydens betydning. Det starter som en vibration, der bevæger sig gennem det auditive system til hjernen – hvor vi rent faktisk hører.

Hvad er decibel og hvordan måles det?

Decibel (forkortet dB) er en måleenhed, der bruges til at måle lydintensiteten. Decibelskalaen er lidt mærkelig, fordi det menneskelige øre er utroligt følsomt. Vores ører kan høre mange ting, lige fra den svage knirken fra en fingerspids kærtegn til en irriterende høj jetmotor. I kraft er lyden fra en jetmotor ca. 1 billiard gange kraftigere end den mindste hørbare lyd. Det er en kæmpe forskel! På decibelskalaen er den mindste hørbare lyd (næsten total stilhed) 0 dB. 10 gange kraftigere lyd er 10 dB. 100 gange kraftigere lyd end næsten total stilhed er 20 dB. 1000 gange kraftigere lyd end næsten total stilhed er 30 dB. Her er nogle almindelige lyde og deres decibelværdi:

• Næsten total stilhed – 0 dB 
• En hvisken – 15 dB 
• Normal samtale – 60 dB 
• En plæneklipper – 90 dB 
• Et bilhorn – 110 dB 
• En rockkoncert eller en jetmotor – 120 dB 
• Et skud eller et fyrværkeri – 140 dB

Vi ved naturligvis af egen erfaring, at afstanden har en betydelig indvirkning på lydintensiteten – hvis man er langt væk, er kraften væsentligt mindre. Enhver lyd over 85 dB kan forårsage høretab, og tabet er også relateret til lydstyrken og længden af eksponeringen. Otte timer med 90 dB-lyd kan skade øret, og enhver udsættelse for 140 dB-lyd forårsager øjeblikkelig skade og faktisk smerte.

DK