גל הקול

כיצד מתפשטים גלי קול?

גלי קול הם גלים מכניים, כלומר הם זקוקים לתווך (כמו אוויר, מים או מוצקים) כדי להתפשט. הם אינם יכולים לנוע בריק כמו חלל חיצוני. גלי הקול מתאפיינים כתנודות אורכיות, שבהן ההפרעה נעה באותו כיוון כמו התקדמות הגל עצמו.

חשיבות התווך ומהירות הקול

מהירות הקול תלויה בסוג התווך ובמצבו הפיזיקלי (טמפרטורה, צפיפות וכו'). לדוגמה:

• באוויר בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס, מהירות הקול היא כ-343 מטרים לשנייה.

במים, מהירות הקול גבוהה יותר בשל צפיפות החומר.

הבנה מעמיקה של גלי קול חיונית בתחומים רבים כמו מוזיקה, אקוסטיקה, הנדסה ופיזיקה יישומית.הדמיה זו ממחישה את תנועת הגל בתוך  סוגי החומרים

המאפיינים המרכזיים של גלי הקול

 מִשְׂרַעַת (אמפליטודה): משרעת הגל קובעת את עוצמת הקול. ככל שהמשרעת גדולה יותר, כך הקול נשמע חזק יותר. עוצמת הקול נמדדת בדציבלים.

תדירות: התדירות מתארת את מספר התנודות בשנייה ונמדדת בהרץ (Hz). תדירות גבוהה יוצרת צליל גבוה (Pitch), בעוד שתדירות נמוכה יוצרת צליל נמוך.

גוון: הגוון הוא מאפיין המבדיל בין קולות שונים בעלי אותה עוצמה ותדירות, כמו למשל ההבדל בין קול אנושי לבין צליל של כלי נגינה.

כיצד שומעים כיווניות של סאונד

כיווניות של סאונד מתייחסת ליכולת שלנו לזהות מהיכן מגיע צליל במרחב. זוהי תכונה חשובה בשמיעה, והיא מתאפשרת בזכות מספר מנגנונים פיזיולוגיים ופיזיקליים.

המנגנונים הפיזיולוגיים:

• לאדם שתי אוזניים, הממוקמות משני צידי הראש. כאשר מקור קול נמצא בצד אחד של הגוף, הצליל יגיע קודם לאוזן הקרובה אליו, ובעוצמה גבוהה יותר מאשר לאוזן השנייה.
  
  

• המוח משווה בין ההבדלים בזמני ההגעה (ITD – Interaural Time Difference) והבדלי העוצמה (ILD – Interaural Level Difference) בין שתי האוזניים, וכך מחשב את כיוון מקור הצליל.
  
  

• בנוסף, המבנה של האוזן החיצונית (האפרכסת) משנה את הצליל בהתאם לזווית שממנה הוא מגיע, וכך מסייע בזיהוי כיוון גם במישור האנכי.

מאפיינים פיזיקליים של גלי קול:

• תדרים גבוהים (כמו של טוויטר ברמקול) הם בעלי אורך גל קצר, ולכן קל יותר לאוזן לזהות את כיוונם. לעומת זאת, תדרים נמוכים (כמו של סאב וופר) הם בעלי אורך גל ארוך, וקשה יותר לאתר את כיוונם, כי ההבדלים בין האוזניים קטנים יותר4.
  
  

• החזרות, עמעום, ספיגה ופיזור של גלי קול מהקירות והחפצים בחדר משפיעים על הדרך בה אנו תופסים את הכיווניות, כי הם משנים את עוצמת ותזמון ההגעה של גלי הקול לאוזניים3.
  
  

דוגמה מעשית:
  אם תעצמו עיניים ותשמעו צליל חד (תדר גבוה) – תזהו בקלות מהיכן הוא מגיע. לעומת זאת, צליל נמוך (כמו בס) יהיה קשה יותר למקם במרחב.

סיכום
  שמיעת כיווניות מבוססת על שילוב בין מבנה האוזניים והמוח, תכונות גלי הקול, והאופן שבו גלי הקול מתפשטים ומושפעים מהסביבה. כך אנו מסוגלים להתמצא במרחב באמצעות שמיעה בלבד.