16. ஒலியை பற்றிய அறிவியல் (SCIENCE OF SOUND)
16. ஒலியை பற்றிய அறிவியல்:
ஒலிகளில் வேறுபாடு:
சத்தமாக உள்ள ஃபயர் அலாரங்கள் (Fire alarms) மென்மையாக
இருக்கும் விசில் சத்தங்கள்,
உயரிய ஸ்வரங்களுடன் பாடும் சோப்ரானோஸ் (sopranos), மற்றும் தாழ்வாக வாசிக்கப்படும் டுயூபாஸ் (tubas) போன்ற
பல ஒலிகள் உள்ளன. நம் ஒவ்வொருவருக்கும் வெவ்வேறு குரல்கள் உள்ளன. ஒலிகளுக்கு
இடையிலான வேறுபாடுகள் அதன் தீவிரம் (intensity), ஸ்ருதி (pitch) மற்றும் தொனியால் (tone) ஏற்படுகின்றன.
தீவிரம் (intensity):
ஒலி என்பது ஒரு அலை (wave) மற்றும் அது மற்ற அலைகளை போல வீச்சு (amplitude) அல்லது
உயரத்தைக் (height) கொண்டுள்ளது. வீச்சு என்பது
ஆற்றலின் அளவீடு. ஒரு அலைக்கு அதிக ஆற்றல் (energy) இருந்தால், அதன் வீச்சு
அதிகமாக இருக்கும். வீச்சு அதிகரிக்கும் போது, தீவிரமும்
அதிகரிக்கிறது. தீவிரம் என்பது ஒரு பகுதியில் ஒரு ஒலி பெற்றிருக்கும் ஆற்றலின் அளவு.
ஒரு பெரிய அறையில் நீங்கள் கேட்கும் அதே ஒலியை சிறிய பகுதியில் கேட்டால் அது மிகவும் தீவிரமானதாக
இருக்கும். பொதுவாக, நாம் அதிக தீவிரத்தோடு சத்தமாக ஒலிக்கிறோம். ஒருவர் கத்தினால்
உண்டாகும் சத்தம் அதிக சத்தமாக இருக்கும், அதே நேரத்தில் சுவாசிக்கும்
சத்தம் மிகவும் மென்மையாக இருக்கும். சத்தத்தை ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணால் குறிப்பிட முடியாது, ஆனால் தீவிரத்தை அவ்வாறு குறிப்பிட
முடியும். தீவிரம் டெசிபல்களில் (decibels) அளவிடப்படுகிறது.
மனித காது அதிக ஒலிகளுக்கு அதிக உணர்திறன்
கொண்டது, எனவே அவை அதே
தீவிரத்தின் குறைந்த சத்தத்தை விட சத்தமாகத் தோன்றலாம். இருப்பினும், டெசிபல்களும் தீவிரமும் காதை
சார்ந்து இல்லை. அவற்றை கருவிகள் மூலம் அளவிட முடியும். ஒரு விஸ்பர் சுமார் 10 டெசிபல்களும் இடியானது 100 டெசிபல்களும் இருக்கும். உரத்த ஒலிகளைக்
கேட்பது, அதாவது 85 டெசிபல்களுக்கு
மேல் தீவிரம் கொண்ட ஒலிகளைக் கேட்பது, காதுகளை
சேதப்படுத்தும். இன்னும் அதிக சத்தமாக, அதாவது 120 டெசிபல்களுக்கு
மேல் கேட்பது
வேதனையாக இருக்கும். நூற்று இருபது டெசிபல்கள் என்பது வலியின் வாசல்.
பிட்ச் (Pitch):
குறைந்த மற்றும் உயரிய ஒலிகளை வேறுபடுத்துவதற்கு ஸ்ருதி
உதவுகிறது. ஒரு பாடகர் ஒரே குறிப்பை ஒரு ஆக்டேவிலும், மேலே உள்ள மற்றொரு ஆக்டேவிலும் பாடுகிறார்
என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள். இரண்டு
ஒலிகளுக்கும் இடையில் வித்தியாசம் உள்ளது. ஏனென்றால், அவற்றின் ஸ்ருதி வேறுபட்டது.
ஸ்ருதி ஒரு ஒலி அலையின் அதிர்வெண்ணைப் (frequency)
பொறுத்தது. அதிர்வெண் என்பது ஒரு அலகுக்கு பொருந்தக்கூடிய அலைநீளங்களின்
எண்ணிக்கை. ஒரு அலைநீளம் ஒரு சுருக்கத்திற்கும் ஒரு அரிதான தன்மைக்கும் சமம்.
பாடகர் ஒரே குறிப்பைப் பாடினாலும், ஒலிகளின்
வெவ்வேறு அதிர்வெண்கள் இருப்பதால், அவை வேறுபட்டது போல
கேட்கப்படுகின்றன.
அதிர்வெண்கள் ஹெர்ட்ஸில் (hertz) அளவிடப்படுகின்றன. ஒரு ஹெர்ட்ஸ் வினாடிக்கு ஒரு சுழற்சியின் சுருக்கம்
மற்றும் செரிவின்மைக்கு சமம். அதிக ஒலிகள் அதிக
அதிர்வெண்களைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் குறைந்த ஒலிகள் குறைந்த அதிர்வெண்களைக்
கொண்டுள்ளன. இடிக்கு (Thunder) அதிர்வெண் 50 ஹெர்ட்ஸ் மட்டுமே உள்ளது, அதே நேரத்தில் ஒரு விசில் 1,000 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணைக்
கொண்டிருக்கலாம்.
மனித காதால் 20 முதல் 20,000 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்களைக்
கேட்க முடிகிறது. சில விலங்குகள் இன்னும் அதிக அதிர்வெண்களுடைய ஒலிகளைக் கேட்கலாம்.
மனிதர்களால் நாய் விசில் (dog whistles) கேட்க முடியாத
காரணம் என்னவென்றால், விசில்
அதிர்வெண் காதுகளால் செயலாக்க முடியாத அளவுக்கு அதிகமாக உள்ளது. ஒரு மனிதன் கேட்க
மிக அதிகமாக இருக்கும் ஒலிகள் மீயொலி (ultrasonic) என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
மீயொலி அலைகள் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. இயற்கையில், வெளவால்கள் மீயொலி அலைகளை
வெளியிடுகின்றன, மேலும் சுவர்கள்
எங்குள்ளன என்பதை அறிய அல்லது இரையை கண்டுபிடிக்க உதவும் எதிரொலிகளை அவை கவனிக்கின்றன. நீர்மூழ்கிக்
கப்பல்களின் மற்றும் பிற படகுகள் போன்ற சிறப்பு இயந்திரங்களின்
கேப்டன்கள் இவற்றை பயன்படுத்துகின்றன, மீயொலி அலைகளை
அனுப்புகின்றனர் மற்றும் பெறுகின்றனர். இந்த அலைகள் படகுகளை தண்ணீர்
வழியாக வழிநடத்தவும், மற்றொரு படகு அருகில் இருக்கும்போது
அவற்றை எச்சரிக்கவும் அவர்களுக்கு உதவுகின்றன,.
தொனி மற்றும் இணக்கங்கள் (டோன் & ஹார்மோனிக்ஸ் (Tone & Harmonics)):
ஒலிகளுக்கு இடையில் கவனிக்கக்கூடிய மற்றொரு
வித்தியாசம் என்னவென்றால், சில ஒலிகள்
இனிமையானவை, மற்றவை
விரும்பத்தகாதவை. ஒரே நோட்டை வாசித்தாலும் கூட ஒரு தொடக்க வயலின் வாசிப்பவர் ஒரு சிம்பொனியில் வயலின் வாசிப்ப்வரை விட மிகவும்
வித்தியாசமாக ஒலிப்பார். ஒரே
சுருதியில் புல்லாங்குழல் இசைப்பதை விட வயலின் வித்தியாசமாக ஒலிக்கும், ஏனென்றால் அவை வேறுபட்ட தொனி அல்லது ஒலி தரத்தைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு ஆதாரம்
அதிர்வுறும் போது, அது உண்மையில்
ஒரே நேரத்தில் பல அதிர்வெண்களுடன் அதிர்வுறும். அந்த அதிர்வெண்கள் ஒவ்வொன்றும் ஒரு
அலையை உருவாக்குகின்றன. ஒலியின் தரம் ஒலி அலைகளின் வெவ்வேறு அதிர்வெண்களின்
கலவையைப் பொறுத்தது.
ஒரு கிட்டார் ஸ்டிரிங் (guitar string) இறுக்கமாக
நீட்டப்பட்டிருப்பதை கற்பனை செய்து பாருங்கள், அது ஒலித்தால், விரலிலிருந்து ஆற்றல் ஸ்டிரிங்கிற்கு மாற்றப்பட்டு, அதிர்வுறும். முழு சரமும்
அதிரும் போது, குறைந்த சுருதி
கேட்கப்படுகிறது. இந்த சுருதி அடிப்படை என்று அழைக்கப்படுகிறது. அடிப்படையை விட
அதிக அதிர்வெண்களில் அதிர்வுறும் சரத்தின் பகுதிகள் ஓவர்டோன்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அதே சமயம் அடிப்படையின் முழு
எண் மடங்குகளில் அதிர்வுறுவது இணக்கங்கள் (ஹார்மோனிக்ஸ்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. அடிப்படையை
விட இரண்டு மடங்கு அதிகமுள்ள் அதிர்வெண் ஒரு ஆக்டேவ் அதிகமாக
ஒலிக்கும் மற்றும் இரண்டாவது ஹார்மோனிக் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அடிப்படையை விட
நான்கு மடங்கு அதிகமுள்ள அதிர்வெண் இரண்டு ஆக்டேவ்கள்
அதிகமாக ஒலிக்கும் மற்றும் நான்காவது இணக்கம் (ஹார்மோனிக்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. அடிப்படையானது ஒரு முறை தானே என்பதால், இது முதல் இணக்கம் (ஹார்மோனிக்) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.
அன்றாட வாழ்வில் டோன்
மற்றும் ஹார்மோனிக் ஆகியவற்றின் பயன்:
ஒலி எவ்வளவு ஹார்மோனிக் ஆக இருக்கிறதோ, அது அவ்வள்வு சிறந்த தரமான ஒலியைக்
கொண்டுள்ளது. ஒரு ஒலியின் அனைத்து வெவ்வேறு மேலோட்டங்களும் அதற்கு ஒரு தனித்துவமான
வடிவத்தைக் கொடுக்கின்றன. இது ஒரு நபரின் குரலுக்கு குறிப்பாக உண்மை. உலகில் உள்ள
ஒவ்வொருவருக்கும் வெவ்வேறு குரல் ரேகை (voiceprint) அல்லது ஓவர்டோன்களின் (overtones) வடிவங்கள் உள்ளன. துப்பறிவாளர்கள் ஒரு குற்றவாளியின் கைரேகையைப்
பயன்படுத்துவதைப் போலவே அவரது குரல் அச்சையும் அறிந்தால் அவர்களைக் கண்காணிக்க
முடியும். ஒரு அங்கீகரிக்கப்பட்ட நபரை மட்டும் அடையாளம் கண்டு அனுமதிக்க, மேம்பட்ட பாதுகாப்பு
அமைப்புகளில் குரல் அடையாளக் கருவி பயன்படுத்தப்படுகிறது. குரல் அச்சிட்டுகள் நவீன
தொழில்நுட்பத்திலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, குரலால்-செயல்படுத்தப்பட்ட
தொலைபேசிகள். எதிர்காலத்தில், விளக்குகளை ஆன்
செய்ய, லைட் சுவிட்சைப் புரட்டுவதை
விட, விளக்குகளை ஆன் செய்ய
வார்த்தைகளால் சொல்வது மிகவும் பொதுவானதாக இருக்கலாம்.
இசைக்கும் இரைச்சலுக்கும்
உள்ள வேறுபாடு:
இசை மற்றும் சத்தம் ஆகிய இரண்டும் ஒலிகள் ஆனால்
இரண்டிலும் வித்தியாசம் உள்ளது. கட்டுமானப் பணிகள் போன்ற சில ஒலிகள்
விரும்பத்தகாதவை. மற்றவையாகிய பிடித்த
இசைக்குழு போன்றவை கேட்பதற்கு சுவாரஸ்யமாக இருக்கும். மேலும், மழையின் சத்தம் சிலருக்கு
இனிமையான இசையாகவும், பியானோ பயிற்சி
செய்யும் குழந்தையின் சத்தம் விரும்பத்தகாத சத்தமாகவும் இருக்கலாம். ஒலிகளை
வகைப்படுத்துவதற்கு ஏதுவாக, ஒரு ஒலி இசையாக இருக்க
வேண்டிய மூன்று பண்புகள் உள்ளன.
ஒரு ஒலி அடையாளம் காணக்கூடிய சுருதி கொண்டிருக்க
வேண்டும், ஒரு நல்ல அல்லது
மகிழ்ச்சியான தரமான தொனியைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், மேலும் அது
மகிழ்ச்சிகரமான இசையாக இருக்க மீண்டும் மீண்டும் வரும் வடிவம் அல்லது ரிதம் ஆகியவற்றைக்
கொண்டிருக்க வேண்டும். மறுபுறம் சத்தத்திற்கு அடையாளம் காணக்கூடிய சுருதி இல்லை, மகிழ்ச்சியான தொனி இல்லை, மற்றும் நிலையான தாளம்
இல்லை.
அதிர்வெண் மற்றும் அதிர்வு:
காற்று அல்லது பிற ஊடகங்கள் வழியாக பயணிக்கும்
ஒலி அலைகள் சில நேரங்களில் அவை சந்திக்கும் பொருள்களை பாதிக்கின்றன. ஒரு பொருளில் அதிர்வுறும்
மூலக்கூறுகளால் ஒலி ஏற்படுகிறது. அதிர்வெண் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட காலகட்டத்தில் பொதுவாக
ஒரு வினாடியில் ஒரு தனிப்பட்ட துகள் செய்யும் அதிர்வுகளின்
எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. ஒரு அலையின் அதிர்வெண் ஒரு அலையின் வேகத்திலிருந்து வேறுபட்டது. அதிர்வெண் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியைக் ஒரு அலை
எவ்வளவு தடவை அடிக்கடி கடந்து செல்கிறது என்பதைக்
குறிக்கிறது, அதே நேரத்தில்
வேகம் என்பது ஒரு அலை எவ்வளவு வேகமாக செல்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.
இயற்கையான அதிர்வெண் எனப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணில் வெவ்வேறு பொருட்கள் அதிர்வுறும். எஃகு, பித்தளை மற்றும் மரம் மற்றும் அனைத்துமே வெவ்வேறு இயற்கை அதிர்வெண்களைக் கொண்டுள்ளன. எப்போதாவது, அவற்றின் இயற்கையான அதிர்வெண்களில் அதிர்வுறும் பொருள்கள் அதிர்வுகளை ஏற்படுத்தும். அதிர்வுறும் மூலத்தின் அதே இயற்கை அதிர்வெண் கொண்ட பொருட்கள் அதிர்வுறத் தொடங்கும் போது அது அதிர்வை ஏற்படுத்தும். அதிர்வு அடிக்கடி நடக்காது மற்றும் அதிர்வுறும் மூலத்திற்கு நெருக்கமான பொருள்களை மட்டுமே பாதிக்கிறது. சில நேரங்களில், அதிர்வின் விளைவுகள் சக்திவாய்ந்ததாக இருக்கும். ஒரு பாடகர் கண்ணாடியின் இயற்கையான அதிர்வெண்ணுடன் ஒரு குறிப்பைப் பாடுவதன் மூலம், கண்ணாடி சிதறடியும் அளவுக்கு அதிர்வுறச்செய்ய முடியும்!
கருத்துகள்
கருத்துரையிடுக