Soinua eta bere ezaugarriak
Uhin mekanikoak
Ingurune materialaren bitartez hedatzen den edozein uhin-mugimenduri uhin mekanikoa deitzen zaio. Hedatzen dena zera da: inguruneko partikulen oszilazio mekanikoen energia. Uhin mekaniko ezagunena soinua da. Hau luzera-uhin mugimendua da (inguruneko partikulek eremuaren hedatzearen norabidean bibratzen dute), eta ingurunean aurkakotasun elastikoek eragiten dute alboko partikulen artean.
Gasetan soinuaren hedatze-abiadura honela kalkulatzen da:
Uhin-fronteak
Uhin mekanikoen hedapena azaltzeko askotan eredu geometrikora jotzen da eta honako hauek bereizten dira:
- Lehen mailako foku igorlea. Hemendik abiatzen da uhin-perturbazioa.
- Uhin-fronteak, edo fase (bibrazio egoera) berdina duten inguruneko puntuen leku geometrikoak une jakin batean.
- Uhin-izpiak, uhin-fronteen zuzen elkarzutak dira eta hedatze-norabideak adierazten dituzte grafikoetan.
Uhin-fronte eta uhin-izpien kontzeptuen irudia.
Uhin-difrakzioa
Difrakzioa uhinak duen ezaugarri bat da. Honen bitartez uhin-mugimendua, nahiz eta marra zuzenean hedatu, oztopoak saihesteko, izkinak hartzeko edo zirrikitu batetik igarotzeko gauza da.
Fenomeno hau bigarren mailako uhin-fronteen eredu geometrikoaren bitartez azal daiteke; honela, uhin-fronte bakoitza uhin esferikoen igorle bihurtzen da eta hauek duten inguratzaileak uhin-fronte berria eragiten du.
Soinuaren intentsitatea
Soinuaren azterketan, gizakiaren pertzepzioaren ikuspuntutik, ondulatorioak soilak (garaia, uhinaren luzera, frekuentzia, fasea, anplitudea) diren ezaugarriez gain beste batzuk ere aztertzen dira. Propietate hauen artean uhinaren intentsitatea dago. Hau honela definitzen da: honek denbora-unitatean eramaten duen energia, gainazal-unitate elkarzut batean zehar hedatze-norabiderantz.
Uhin harmonikoaren intentsitatearen balioa honela adierazten da:
r ingurunearen dentsitatea izanik; v, hedapen-abiadura; w, bibrazioaren frekuentzia angeluarra; eta A, uhinaren anplitudea edo uhinaren elongazio maximoa. Nazioarteko Sisteman uhin-intentsitate hau metro karratuko wattetan neurtzen da (W/m2).
Denbora epe jakin batean inguruneko sekziotik uhinak dakarren energia, kontuan hartu den bolumenean dauden partikulek bereganatzen dute .
Soinu-intentsitatearen maila
Gizakiaren belarriak antzematen duen soinu-intentsitate minimoari intentsitate-ataria deitzen zaio eta gutxi gorabehera 10-12 W/m2 balio du; bestalde, antzeman daitekeen intentsitate maximoa belarrian minik sumatu gabe 1 W/m2-koa da. Gizakiaren entzumen-eskala azaltzeko balioak grafikoki hertsatzen dituen eskala logaritmiko erlatiboa erabiltzen da.
I intentsitatea duen soinu baten b soinu-intentsitatearen maila honela definitzen da:
Tinbrea eta tonua
Pertzepzioaren ikuspegitik soinuaren beste ezaugarri garrantzitsuak honako hauek dira: tinbrea eta tonua.
Tinbrea, oinarri harmonikoz eta bigarren mailako harmonikoez osatutako multzoa da. Ezaugarri honek lagundu egiten du, adibidez, piano baten soinua eta biolin batena bereizten
Bestalde, tonua uhin-periodikoaren oinarrizko frekuentzia da, hau da, bere harmonikoen segidan uhin nagusiena. Tonuaren arabera, soinuak honela sailkatzen dira: grabeak (oinarrizko frekuentzia baxua) eta zorrotzak (oinarrizko frekuentzia altua da).Christiaan Huygens
Huygensen bigarren mailako fokuen eredua: puntu bakoitzak bidaltzen duen oinarrizko uhinen inguratzailearen puntu bakoitzak uhin- fronte global berri bat sortzen du eta bere puntuak bigarren mailako uhin esferikoen foku igorle bihurtzen dira.
Christiaan Huygens (1629-1695) nederlandarrak argiaren difrakzioaren lehen azalpen laudoriotsua eman zuen. Haren azalpena interpretazioarekin bat zetorren, hau da, argia uhinez osatuta zegoela eta hauek izkinak hartzean edo zirrikituak igarotzean barreiatu egiten zirela.
Ultrasoinuak
Ultrasoinuak uhin-soinuak dira eta hauen frekuentzia gizakiaren entzumen-atari maximoa baino handiagoa da. Pertsona gazte batentzat entzute-mugak 20 Hz-tan (gutxienekoa) eta 20.000 Hz-tan (gehiengoa) jartzen dira. Horrela, ultrasoinuek 20.000 Hz baino altuagoko frekuentziak dituzte. Frekuentzia altuko soinu-uhin hauek hainbat aplikazio dituzte, adibidez, urpekuntziek sonarra erabiltzea oihartzunaren bitartez gauzak antzemateko, edo giltzurruneko kalkuluak hausteko erabiltzen diren prozedurak ebakuntzarik egin gabe. Zenbait animaliak, hala nola, saguzarrak eta txakurrak ultrasoinuak antzemateko gai dira.