Hvernig heyrum við? Hvað er lægsta hljóð? Hvað er hæsta mögulega hljóð?

Sjáðu svörin við þessu og miklu fleira í skemmtilegu myndbandi frá „It’s Okay To Be Smart“.

Hámarks hljóðþrýstingur í lofti er um 194 dB.
Hámarks hljóðþrýstingur í lofti er um 194 dB.

Hljóðbylgjur eru þrýstingsbylgjur sem berast í gegnum efni þar sem meiri þrýstingur þýðir hærra hljóð. Minnsti hljóðþrýstingur sem hljóðhimna okkar nemur titrar hljóðhimnuna minna en breidd stakrar súrefnissameindar (~1010 m) og við getum einnig auðveldlega numið hljóðþrýsting sem er milljarð sinnum magnaðari.

Hvernig heyrum við? Ytra eyra (sjá mynd fyrir neðan), sjáanlegi hlutinn, beinir hljóðbylgjum inn í hlustina (gg) og skella þar á hljóðhimnu (tf) sem tekur að titra. Titringurinn berst áfram eftir minnstu beinum líkamans; hamri (h), steðja (a) og ístaði (s), til kuðungsins í innsta hluta eyrans. Titingurinn er þar numinn af örsmáum bifhárum í grunnhimnu kuðungsins sem sendir síðan boð upp til heila sem túlkar þau sem tiltekin hljóð.

Eyru eru mögnuð skynfæri sem breyta hljóðbylgjum í rafboð sem heilinn vinnur svo úr. Hljóðhimnan er tf á myndinni.
Eyru eru mögnuð skynfæri sem breyta hljóðbylgjum í rafboð sem heilinn vinnur svo úr.

Heyrnin okkar hefur lang breiðasta svið af öllum okkar skynfærum eða frá um 20 Hz og upp að 20.000 Hz. Mælieining fyrir hljóð er desiBel (dB) sem er lógaritmískur skali, þannig að 3ja dB hækkun á hljóðstigi jafngildir tvöföldun á styrkleika þess. 10 dB hækkun er tíföld hækkun (10¹). 30 dB er þúsundföld hækkun (10³). Sársaukaþröskuldur heyrnar byrjar á um 130 dB, tíu trilljónfalt hærri hljóð en vægasta hljóð sem við nemum (10¹³).

Daglegir atburðir mældir í desiBelum (A).
Daglegir atburðir mældir í desiBelum (A). Mynd frá Umhverfisstofnun.

En hvað er hæsta mögulega hljóð? Árið 1883 á eyjunni Krakatóa í suður Kyrrahafi varð rosalegt eldgos þar sem eldur, hraunkvika og gas sprungu út í andrúmsloftið með fjórfalt meiri krafti en Keisarasprengjan (Tsar Bomba), öflugasta kjarnorkusprengja sem sprengd hefur verið. Sprengingin hefur verið um 180 dB, svo mikil sprenging að fólk í 65 kílómetra fjarlægð missti heyrnina! En það var samt ekki hæsta mögulega hljóð, því þegar hljóðbylgja nálgast 194 dB hreyfist hún hraðar en hljóðhraði og verður þá að höggbylgju (e. shockwave).

Þess má til gamans geta að hæsta hljóð frá dýri sem mælst hefur kom frá steypireyði (Balaenoptera musculus). Þegar tarfarnir eru í makaleit gefa þeir frá sér lágtíðni hljóð sem mannseyrað greinir ekki en hafa mælst allt að 188 dB.

Sjáðu allt þetta og meira í þessu myndbandi