A hang

A hang

A hang az, amit a fülünkkel érzékelni tudunk, azaz hallunk. Persze nem ilyen egyszerű a dolog, mert különböző élőlények más-más hangokat képesek érzékelni. Az emberek hallása között is jelentős különbség lehet. Tudományosabban mondva a hang valamilyen rugalmas közegben terjedő mechanikai hullám, ami a hallószervünkben érzetet vált ki. A rezgő közeg részecskéi a hanghullámok terjedési irányával párhuzamosan mozdulnak el.

A hangot különböző módon jellemezhetjük. Beszélhetünk hangmagasságról, hangerőről, hangszínről. Ezek a hétköznapi fogalmak mind pontos fizikai fogalmakkal írhatóak le. A hang magassága a rezgés frekvenciájától függ. A frekvencia azt jelzi, hogy egy másodperc alatt hány rezgés történik, és hertz a mértékegysége (Hz). Az emberi fül számára a 20 Hz és a 20 000 Hz közötti frekvenciatratomány hallható. Az ennél alcsonyabb frekvenciát infrahangnak, a magasabbat ultrahangnak nevezzük. Minél nagyobb a hang frekvenciája, annál magasabb a hang.

A közeg rezgései energiát szállítanak. Minél nagyobb ez az energia, annál hangosabbnak halljuk a hangot. Amint távolodunk a hangforrástól, az energiája csökken, mivel terjedés közben elnyelődik, szóródik. Ezért halkabbak a távoli hangok.

Ha a rezgés periódikus, azaz szabályosan ismétlődő hullámokból áll, akkor zenei hangnak nevezzük. Szabálytalan rezgések a zörejek. Egy zenei hangot akkor halljuk kellemesnek, harmónikusnak, ha a tiszta alaphang mellett az úgynevezett felharmónikus rezgések is jelen vannak. A felharmónikus hangok frekvenciája az alaphang frekvenciájának egész számú többszörösei. A hangszín attól függ, milyen arányban keverednek a felharmónikusok az alaphangra.

Különböző közegekben eltérő sebességgel terjed a hang. Vízben közel négyszer gyorsabban, mint levegőben. Persze levegőben sem lassú, másodpercenként körülbelül 330 métert tesz meg. (Ha ennél gyorsabban tudnánk futni, akkor meghallgathatnánk a saját kiálltásunkat.)

A hang, mint általában a hullámok képesek visszaverődésre. Ez akkor következik be, ha egy  kevésbé rugalmas közeghez határához ér. Ekkor a hang visszaverődik. A visszhangot mi is kipróbálhatjuk Tihanyban vagy egy mély kútban. Ha elég messziről verődik vissza a hanghullám, akkor a fülünk meg tudja különböztetni az eredeti hangtól és halljuk a visszhangot. A visszaverődött hang fülünkhöz érkezésének ideje attól függ, milyen  messziről verődik vissza.

A visszhang jelenségét sok gyakorlati dologban használjuk fel. Talán leginkább közismert az orvosok által használt ultrahangos vizsgálat. Ilyenkor nagyfrekvenciájú hullámokat bocsátanak az ember testébe és a hullámok bármilyen határfelülethez érkezve visszaverődnek.

Másik alkalmazása a mélytengeri kutatásokban használt szonár vagy hangradar. Ennél az eszköznél rövid hangkibocsátás után a visszaverődést érzékeljük. Ezt a módszert használják a víz alatti tárgyak feltérképezésén kívül katonai tengeralattjárókon is vagy a horgászok halradarként alkalmazzák.

Mindenki által ismert jelenség a felék közelítő, majd mellettünk elsuhanó motoros hangja. Ahogy közeledik magasabbnak halljuk a hangját és egyre mélyebbnek, amint távolodik tőlünk.

Az ember számára nem érzékelhető ultrahang segítségével tájékozódik sok állat, például a denevérek, de ismert a vándorpatkányok ultrahangos füttyögése, és rovarok ciripelése is lehet az ultrahang tartományában. 

Hancz Irma