Kas olete kunagi mõelnud, miks äike paneb aknad või majad vibreerima? Vihmaperioodil, kui välk lööb, kuulete tavaliselt kõuekõminat. Mõnikord paneb äike aknad, majad või muud esemed vibreerima. Kas olete seda kunagi kogenud? Tegelikult ei pane aknad vibreerima ainult äike; ka bassikõlaritest kostuv muusika võib aknaid või maju vibreerida! Miks heli paneb aknad, majad või muud esemed vibreerima?
Võib-olla olete õppinud, et iga objekt koosneb aatomitest või molekulidest. Tahke aine aatomid või molekulid vibreerivad pidevalt. Kui tahke aine aatomid vibreerivad pidevalt, miks siis meid ümbritsevad tahked objektid, näiteks kivid, klaas ja raud, ei vibreeri? See on nii, sest vibratsioonide amplituud on nii väike, et neid ei ole palja silmaga näha. Sama kehtib ka seinte ja teiste objektide kohta.
Kas oled kunagi kiigel olnud? Pärast kiigel istumist lükatakse sind ettepoole ja seejärel liiguvad kiik ja sina edasi-tagasi. Liikumise jätkamiseks tuleb sind ja kiike pidevalt lükata. Kui kiik liigub tahapoole, aga tõuge on ettepoole, muutub kiige liikumine ebakorrapäraseks. Kiige regulaarseks liikumiseks peab tõuge olema sünkroonis kiige liikumisega.
Kujutage ette aknaklaasi moodustavaid aatomeid ja molekule nagu edasi-tagasi kiikuvat kiike. Aatomite ja molekulide vibratsioonide amplituudi suurendamiseks ja regulaarse mustri säilitamiseks peab olema vibratsioonidega kooskõlas olev liikumapanev jõud.
Heli on laine, mis liigub läbi keskkonna. Kui välk lööb, hakkavad äikeselained välgulöögist läbi õhu igas suunas liikuma. Õhu aatomid ja molekulid liiguvad äikeselainete levimisel edasi-tagasi. Kui äikeselained tabavad akent või maja, suruvad õhu aatomite ja molekulide edasi-tagasi liikumine vastu klaasi, mis samuti vibreerib. Nagu kiik, joondub õhu aatomite ja molekulide liikumine klaasi aatomite ja molekulide vibratsioonidega, suurendades vibratsioonide amplituudi ja muutes need vaadeldavaks. Teisisõnu, äikeselainete sagedus on sama kui klaasi aatomite ja molekulide või mis tahes vibreeriva objekti loomulik vibratsioonisagedus.
Akna või majaklaasi vibratsioon äikese ajal on näide resonantsist, mis esineb meie igapäevaelus. Resonants võib tekkida ka häälestuskahvlite puhul. Kui kahel häälestuskahvlil on sama sagedus, siis kui üks vibreerib, vibreerib ka teine, mis on esialgu puhkeasendis. Esialgu puhkeasendis häälestuskahvlit vibreerivad õhu aatomid ja molekulid, mida läbivad esimesest vibreerivast häälestuskahvlist lähtuvad helilained. 🙂
