ადამიანი გულუხვად არის დაჯილდოებული ბუნებით, რათა კომფორტულად იარსებოს და გაეცნოს მის გარშემო არსებულ სამყაროს. მას შეუძლია დაინახოს ნათელი ფერები, გაიგოს სხვადასხვა ხმები, დაიჭიროს სუნი და დატკბეს საკვების გემოთი. გრძნობის ერთ-ერთი ყველაზე რთული ორგანოა სმენის ორგანო, რომლის წყალობითაც ადამიანი ურთიერთობს და იღებს ინფორმაციის უმეტეს ნაწილს.
ადამიანი ცხოვრობს ბგერების მუდმივ სამყაროში, რომლის წყალობითაც იგი იღებს ინფორმაციის შეუცვლელ წყაროს მის გარშემო მყოფი სამყაროს შესახებ. ზღვის სერფინგის ღრიალი და ქარის ღრიალი, ჩიტების ჭიკჭიკი, ადამიანთა საუბარი და ცხოველების ღრიალი, ჭექა-ქუხილი არის ბგერის წყარო ბუნებაში, რომელიც ეხმარება ადამიანს გარემოსთან ადაპტაციაში.
როგორ ისმის?
თუ ადამიანის ყურის შიგნით შეხედავთ, ხედავთ მემბრანას, რომელსაც ტიმპანური მემბრანა ეწოდება. ის გადაჭიმულია ყურის შიგნით მიმავალი გვირაბის გასწვრივ. ხმის წყაროდან ჰაერის ვიბრაცია ხვდება ყურის ბარტყზე, რაც იწვევს მის ვიბრაციასაც. ყურის ბარბის უკან არის ძვლოვანი სივრცე, რომელიც სავსეასამი მოძრავი ძვალი სახელწოდებით მალეუსი, კოჭა და აურზაური, ასე დასახელდა მათი ფორმის გამო. ეს ძვლები იღებენ ვიბრაციას ყურის ბარტყიდან და იწყებენ რხევას.
ყურში უფრო ღრმად არის დაახლოებით 3 სმ სიგრძის სითხით სავსე არხი, რომელსაც კოხლეა ეწოდება. ძვლების ვიბრაცია, რომელიც მოძრაობს, ქმნის ტალღებს სითხეში, ისევე როგორც ტალღები ოკეანეში. წყალმცენარეების მსგავსად, ათასობით თმის უჯრედი ტალღოვანია სითხეში. ეს უჯრედები ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანია სმენისთვის. მათში გამავალი ვიბრაციები უბიძგებს ელექტრულ იმპულსებს, რომლებიც სმენის ნერვის მეშვეობით ტვინში გადადიან. თავის მხრივ, ტვინი თარგმნის ამ ელექტრულ სიგნალებს მუსიკად, ხმებად ან ჩიტების ჭიკჭიკში ან ჭიკჭიკში.
საიდან მოდის ხმა?
რა არის ბგერის წყარო? ნებისმიერი ფიზიკური სხეული ან ფენომენი, რომელიც რხევა ხმის სიხშირით, ვინაიდან მისგან გამომავალი ტალღები წარმოიქმნება გარემოში. ადამიანი ხმებს თავისი ვოკალური სიმების გამოყენებით გამოსცემს. თუ საუბრის დროს ხელებს ყელთან მიიტანთ, იგრძნობთ ვიბრაციას. ხმის წყაროების იდენტიფიცირება თითქმის ყოველთვის არის შესაძლებელი. ხმოვანი ტალღები ქარიან დღეს ხორბლის მინდორში ტალღებს ჰგავს. ჰაერის მოლეკულები ერთმანეთს ეჯახებიან და შორდებიან, ხოლო ჰაერში გამავალი ტალღა მხოლოდ ჰაერის მოლეკულების ნაკადის რიტმული შეკუმშვა და გაფართოებაა – ერთგვარი ვიბრაცია. მაგრამ სხვა მასალები ასევე ატარებენ ხმის ტალღებს, როგორიცაა ხე, რომელიც ასევე ხმის წყაროა. თუ ერთი მხრიდან დახურული ყვირისხის კარი, ყვირილის ვოკალური იოგები ჯერ ვიბრირებს, რაც თავის მხრივ ჰაერის ვიბრაციას გამოიწვევს. ჰაერი აიძულებს კარის ხის ვიბრაციას, შემდეგ კი ვიბრაცია კარიდან ჰაერში გადადის და შემდგომში, კარის მეორე მხარეს მდგარ ადამიანს. გამოქვაბულში კედლები არ შთანთქავს და არ გადასცემს ხმებს ისე, როგორც ამას კარები აკეთებენ. სინათლის სარკესავით აბრუნებენ მათ უკან. ევროპის ზოგიერთი ხეობა ცნობილია თავისი ექოთი. მაგალითად, ნადირობის საყვირის ერთი ხმა შეიძლება 100-ჯერ განმეორდეს, სანამ ის საბოლოოდ არ შეჩერდება.
ბუნებრივი წყაროები
ფუტკრის ან ბუზის ზუზუნი, კოღოს ღრიალი, ადამიანებისა და ცხოველების ხმოვანი თოკები ხმის ბუნებრივ წყაროდ ითვლება. თუ ყურთან დიდ ნაჭუჭს დაადებთ, შეგიძლიათ მოისმინოთ შორეული ხმაური, რომელიც მოგაგონებთ სერფის ღრიალს, უმიზეზოდ, ზღვიდან დაბრუნებულს, ბევრს სახლში მოაქვს ჭურვი ზღვის ცოცხალი ხსოვნის საშუალებით. რაც არ უნდა მიმზიდველად მოგეჩვენოთ ეს იდეა, ხმაურს, რომელიც ისმის, არაფერი აქვს საერთო ზღვასთან. ამის ნაცვლად, ყური ესმის გარსის გარეთ არსებული ყველა ბგერის მრავალჯერადი გამოძახილს. ხმის ბუნებრივ წყაროებს მიეკუთვნება ფოთლების შრიალი და ჩიტების გალობა, გაზაფხულის დრტვინვა, ჭექა-ქუხილი ჭექა-ქუხილის დროს, კალიების ჭიკჭიკი და თოვლის ხრაშუნა ფეხქვეშ - ხმის ტალღების ბუნებრივი წყაროების ჩამოთვლა გაუთავებელია.
ხმის ტალღის მექანიზმი
ექო არის ხმოვანი ტალღები, რომლებიც გლუვ ზედაპირს ახტება და ყურამდე აღწევს. მაგალითად, თუ გამოქვაბულში იყვირე, შეგიძლიაწამის ნაწილი რომ გაიგო შენი ხმა გამოქვაბულის კედლებიდან გადმოხტა და უკან დაბრუნდე. ასე მუშაობს ზღვის ჭურვი. ხმის წყაროების საუკეთესო მაგალითი იქნება ის ნიჟარები, რომლებსაც აქვთ ბევრი ცარიელი კამერა. ისინი ცარიელ სახლში ოთახებს ჰგავს. ნიჟარის მახლობლად კედლები გლუვია, რაც ნიშნავს, რომ ნიჟარასთან ახლოს ხმები, თუნდაც ყველაზე მშვიდი, მეორდება კამერებში. ყველა ექო - საუბრისგან, მუსიკიდან ან ბუნებრივი ხმებიდან - გადაიქცევა ღრიალში. მას ასევე შეიძლება დაემატოს გულის ცემა, რომელსაც აიღებს და სცემს ნიჟარას. ბევრი ექოს მშვენიერი ეფექტი ისმის სერფინგის ხმაში.
ხმის კონვერტაცია
რაც არ უნდა ხმამაღლა იყვიროს ადამიანმა, 100-200 მეტრის შემდეგ არავის გაუგონია, გარდა იმისა, რომ ტელეფონზე იყვირებს. სიტყვა "ტელეფონი" ბერძნულიდან ითარგმნება როგორც "შორეული ხმა". სატელეფონო საუბრის დროს ხმის ტალღები გარდაიქმნება ელექტრულ დენად. მიღების დროს ხდება საპირისპირო პროცესი. ასეთ დენს შეუძლია გადალახოს ნებისმიერი მანძილი, გავრცელდეს ჰაერში, როგორც ხმის ტალღები. ტელეფონში ჩაშენებულია მიკროფონი, რომელიც რეაგირებს ჰაერის ვიბრაციაზე, რომელიც წარმოიქმნება საუბრის დროს. მიკროფონი გარდაქმნის ამ ვიბრაციას ალტერნატიულ დენად. ის ვრცელდება სატელეფონო ხაზის სადენების გასწვრივ და აღწევს აბონენტს ხაზის მეორე ბოლოში. მაგრამ, ვინაიდან ადამიანი არ გრძნობს ალტერნატიული დენის ვიბრაციას, აუცილებელია მათი გადაქცევა ხმოვან ვიბრაციებად, რომლებიც ისმის. ამ ფუნქციას ასრულებს ტელეფონში ჩაშენებული პატარა დინამიკი. ელექტრული ტალღები გავლენას ახდენს მაგნიტურ ველზე,მისი სიმძლავრის შეცვლა. ეს იწვევს მემბრანის ვიბრაციას, წარმოქმნის ხმის ტალღებს, რომლებიც იდენტიფიცირებულია როგორც აბონენტის ხმა.
რა ტალღები ესმის ადამიანს?
მხოლოდ ტალღებს, რომლებსაც ესმის ადამიანები ჰქვია ხმის ტალღები.
ხმა არის გარკვეული დიაპაზონის მექანიკური ტალღები, რომლებიც შეიძლება გამოირჩეოდეს ადამიანის მიერ. კვლევები აჩვენებს, რომ ადამიანის სმენის ორგანოები იღებენ ტალღებს 16 ჰც-დან 20000 ჰც-მდე დიაპაზონში. მათ გარდა არის ტალღები, რომელთა სიხშირე 16 ჰც-ზე (ინფრბგერითი) და 20000 ჰც-ზე (ულტრაბგერა) ქვემოთაა. მაგრამ ისინი არ არიან მოსმენის დიაპაზონში და არ იგრძნობა ადამიანი.
სურათზე ნაჩვენებია ადამიანის სმენის დიაპაზონი.
ინფრაბგერითი ხმის ულტრაბგერა
|_|_|_
0 16–20 20000 Hz
სხვა სიხშირეები გამოირჩევა ცალკეული ცხოველების ან მწერების მიხედვით, მათ შორის თევზები, პეპლები, ძაღლები და კატები, ღამურები, დელფინები.
როგორ ამოვიცნოთ ხმის წყარო? წყაროები არის ყველა სახის სხეული, რომელიც ქმნის ვიბრაციას ხმის სიხშირით (16-დან 20000 ჰც-მდე)
ხელოვნური წყაროები
ყველაფერი, რაც შექმნილია ადამიანის მიერ და არა ბუნებით, შეიძლება მივაწეროთ ხელოვნური ხმის წყაროებს, მაგალითები: აკრეფის ჩანგალი, ზარი, ტრამვაი, რადიო, კომპიუტერი. შეგიძლიათ ექსპერიმენტი გააკეთოთ, თუ როგორ იქმნება ხმის ტალღა. ექსპერიმენტისთვის გჭირდებათ ლითონის სახაზავი, რომელიც ჩასმულია ვიზაში. თუ სახაზავზე იმოქმედებთ, შეამჩნევთ ვიბრაციას, მაგრამ ხმა არ ისმის. მაგრამ ამავე დროს, მმართველის მახლობლად იქმნება მექანიკური ტალღა.მმართველის ვიბრაციის დიაპაზონი აუდიო სიხშირის ქვემოთაა, ამიტომ ადამიანს ხმა არ ესმის. ამ გამოცდილებიდან გამომდინარე, მე-19 საუკუნის ბოლოს გამოიგონეს მოწყობილობა სახელწოდებით ტინინგის ჩანგალი.
ხმა წარმოიქმნება მხოლოდ მაშინ, როდესაც სხეული ვიბრირებს ხმის სიხშირეზე. ტალღები სხვადასხვა მიმართულებით მიდის. ყურსა და ხმის წყაროს შორის უნდა იყოს საშუალო. ეს შეიძლება იყოს აირი, სითხე, მყარი ზედაპირი, მაგრამ ეს აუცილებლად უნდა იყოს ნაწილაკები, რომლებიც გადასცემენ ტალღებს. ხმის ვიბრაციის გადაცემა ხორციელდება მხოლოდ იქ, სადაც არის ასეთი გარემო. თუ არ არის ნივთიერება, არ იქნება ხმა.
ხმის მისაღებად საჭიროა პირობები
ხმოვანი ტალღის შესაქმნელად უნდა იყოს:
- წყარო.
- ოთხშაბათი.
- სმენის აპარატი.
- სიხშირე 16-20000 ჰც.
- ინტენსივობა.
ხმის აღქმა სუბიექტური პროცესია, რომელიც დამოკიდებულია სმენის ორგანოს მდგომარეობასა და ადამიანის კეთილდღეობაზე. მიკროფონები მუშაობს იგივე პრინციპით, როგორც ყურები, მხოლოდ ყურის ფარდის ნაცვლად, მიკროფონი შეიცავს მაგნიტზე დამაგრებულ პატარა, თხელი ლითონის ფირფიტას. როდესაც ჰაერის წნევა იცვლება ფირფიტაზე, მაგნიტის რხევა და ელექტრული ვიბრაციები წარმოიქმნება.
აკუსტიკური მიღწევები
წარსულში ხალხი ინახავდა ხმას სხვადასხვა გზით: ვინილის ჩანაწერებზე, ფოტოფილმებზე ან მაგნიტური ნაწილაკების სახით მაგნიტურ ფირზე. კომპიუტერი, როგორც ხმის წყარო ინახავს ინფორმაციას მიმდინარე დონის შესახებ, რეგულარულად კითხულობს დონესძაბვა და შეინახეთ თითოეული მნიშვნელობა რიცხვად. დღესდღეობით, თითქმის ყველა კომპიუტერს აქვს ხმის ბარათი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ჩაწეროთ და დაუკრათ ხმოვანი შეტყობინებები და მუსიკა გარე მოწყობილობებიდან (მიკროფონი, მაგნიტოფონი, CD-ები) ან დაამუშავოთ ციფრული აუდიო მონაცემები, რომლებიც ჩაწერილია ციფრული ხმის წყაროზე, საინფორმაციო მედიაზე (მყარი დისკები, DVD, CD, Blu-ray დისკები) და გამოიტანეთ ისინი დინამიკებზე.
ციფრული ტექნოლოგიების განვითარება ჯერ კიდევ არ დგას. სულ რაღაც 100 წელიწადში ხმის პროგრესი გადაიზარდა მექანიკური ჩაწერის ეპოქიდან, მუსიკალური ყუთებიდან ციფრული ჩაწერის ეპოქამდე. აკუსტიკაში მიღწევები უკვე საოცარია.
მეცნიერებმა იპოვეს კომპიუტერიდან კომპიუტერზე მონაცემების მხოლოდ ხმის გამოყენებით გადაცემის გზა. შეიქმნა აკუსტიკური სკალპელი, რომელსაც შეუძლია თუნდაც ერთი უჯრედის გამოყოფა, ნანოტექნოლოგები უკვე ავითარებენ ხერხს მობილური ტელეფონის ხმის დახმარებით დატენვისთვის. მომავალში კაცობრიობა ელოდება წარმოუდგენელ აღმოჩენებს, რომლებშიც ხმა პირდაპირ მონაწილეობას მიიღებს.
