Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego grzmoty wprawiają w drżenie okna lub domy? W porze deszczowej, gdy uderza piorun, zazwyczaj słychać grzmoty. Czasami grzmoty wprawiają w drżenie okna, domy lub inne obiekty. Czy kiedykolwiek tego doświadczyłeś? W rzeczywistości nie tylko grzmoty wprawiają w drżenie okna; muzyka z głośników basowych również może wprawiać okna lub domy w drżenie! Dlaczego dźwięk wprawia w drżenie okna, domy lub inne obiekty?
Być może wiesz, że każdy obiekt składa się z atomów lub cząsteczek. Atomy lub cząsteczki tworzące ciało stałe nieustannie drgają. Skoro atomy tworzące ciało stałe nieustannie drgają, dlaczego otaczające nas ciała stałe, takie jak skały, szkło i żelazo, nie wydają się drgać? Dzieje się tak, ponieważ amplituda drgań jest tak mała, że nie można ich dostrzec gołym okiem. To samo dotyczy ścian i innych obiektów.
Czy kiedykolwiek huśtałeś się na huśtawce? Po usiądzieniu na niej, jesteś pchany do przodu, potem huśtawka i poruszasz się w przód i w tył. Aby huśtawka się poruszała, musisz być stale pchany. Jeśli huśtawka porusza się do tyłu, a pchnięcie jest do przodu, ruch huśtawki staje się nieregularny. Aby huśtawka poruszała się regularnie, pchnięcie musi być zsynchronizowane z ruchem huśtawki.
Wyobraź sobie atomy i cząsteczki, z których zbudowane jest szkło okienne, niczym huśtawkę kołyszącą się w przód i w tył. Aby zwiększyć amplitudę drgań atomów i cząsteczek oraz utrzymać regularny wzór, musi istnieć siła napędowa, która odpowiada tym drganiom.
Dźwięk to fala, która przemieszcza się przez ośrodek. Gdy uderza piorun, fale piorunowe zaczynają przemieszczać się od uderzenia pioruna we wszystkich kierunkach przez powietrze. Atomy i cząsteczki powietrza, gdy przemieszczają się fale piorunowe, poruszają się tam i z powrotem. Gdy fale piorunowe uderzają w okno lub dom, ruch atomów i cząsteczek powietrza w przód i w tył naciska na szkło, które również wibruje. Podobnie jak huśtawka, ruch atomów i cząsteczek powietrza dostosowuje się do drgań atomów i cząsteczek szkła, zwiększając amplitudę drgań i czyniąc je obserwowalnymi. Innymi słowy, częstotliwość fal piorunowych jest taka sama jak naturalna częstotliwość drgań atomów i cząsteczek szkła lub dowolnego obiektu, który wibruje.
Wibracja okna lub szyby w domu podczas grzmotu jest przykładem rezonansu występującego w naszym codziennym życiu. Rezonans może również wystąpić w przypadku kamertonów. Jeśli dwa kamertony mają tę samą częstotliwość, to gdy jeden z nich drga, drugi, początkowo w stanie spoczynku, również drga. Kamerton, który początkowo pozostaje w stanie spoczynku, drga pod wpływem atomów i cząsteczek powietrza, przez które przechodzą fale dźwiękowe pochodzące z pierwszego wibrującego kamertonu. 🙂
