Det er et bankende trin på gulvbrædderne. En bils brummen ude på gaden. Den fjerne rumlen fra en flyvemaskine.

Hver af disse er en lyd. En lyd, som man ikke kan se kilden til, men som man genkender med det samme. Måske er det - ligesom flyet - en lyd, der er produceret bogstaveligt talt milevidt væk. Eller måske er det - som fodtrinene fra din nabo i lejligheden ovenpå - en lyd, der kommer fra de mest tilfældige ting.

Selv hvis man stiller et glas vand på et bord, er der en lyd. Hvis du klør dig på hovedet, kan du høre det. Og hvis man skriver på et tastatur, opstår der også en lyd.

Lyd er bogstaveligt talt overalt. Det er næsten umuligt at undgå den. Hele verden synes faktisk at vibrere i en uendelighed med forskellige lyde og forstyrrelser - fuglene eller regnen, folks stemmer, vinden. Vi er konstant omgivet af lyde - lyde, som vi hører, og lyde, som ikke bliver hørt.

Men hvad er lyd? Hvad sker der egentlig, når man kan høre noget? Og hvordan i alverden når lyden egentlig frem til dit øre, uanset hvor langt den kommer?

Det er den slags spørgsmål, som vi vil diskutere her. Sammen med den noget mere cool klingende ting, der kaldes ultralyd - med alle dens forskellige anvendelsesmuligheder.

Lad os tage et kig på det.

Optagelser af lyd
Hvilke forskellige lydkilder kan du tænke på? (Kilde: Sascha Bosshard, Unsplash)
De bedste undervisere i fysik
Philip
5
5 (14 anmeldelser)
Philip
200kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (7 anmeldelser)
Mathias
300kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Morten
5
5 (3 anmeldelser)
Morten
195kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Tommy
5
5 (1 anmeldelser)
Tommy
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mikkel
5
5 (1 anmeldelser)
Mikkel
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kristian
5
5 (2 anmeldelser)
Kristian
120kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Philip
5
5 (14 anmeldelser)
Philip
200kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (7 anmeldelser)
Mathias
300kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Morten
5
5 (3 anmeldelser)
Morten
195kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Tommy
5
5 (1 anmeldelser)
Tommy
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mikkel
5
5 (1 anmeldelser)
Mikkel
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kristian
5
5 (2 anmeldelser)
Kristian
120kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kom i gang

Hvad er lyd?

Lyd er en type bølge, en forstyrrelse i et medium, der overfører energi. Hvis du vil vide mere om bølger, kan du læse vores artikel om lyd og bølger i fysik.

Lydbølger er en type længdebølge - hvilket betyder, at den måde, hvorpå de forstyrrer deres materielle medium, er parallel med energioverførselens retning. (Tværgående bølger skaber derimod forskydninger, der er vinkelret på energiens retning).

Forestil dig så det fly på himlen. Selv om det er ret langt væk, kan du høre det. Det skyldes, at dets motor producerer vibrationer, som spreder energi rundt omkring dem. Og da denne energi ikke møder nogen modstand, kan den komme hele vejen til dit øre.

Det er kort sagt videnskaben om lyd: energibevægelser, der får partikler i luften til at vibrere. Men lad os gå lidt mere i detaljer.

Hvad er en lydkilde?

En lydkilde er det sted, hvor lyden begynder - uanset om det er den pulserende membran i en højttaler, en menneskelig stemmeboks eller den mekaniske summen og slibningen i en maskine. Disse steder - dvs. overalt - er kilderne til lydbølgerne, som derefter begynder at udbrede sig gennem mediet.

Hvordan disse virker, afhænger af kildens specifikke karakter. Så med en højttaler omdanner teknologien i højttaleren elektrisk energi til vibrationer af partikler, som får alle partikler omkring dem til også at vibrere. I mellemtiden får luften, der suser gennem din hals, din strube til at vibrere, hvilket igen får alt andet omkring den til at vibrere med.

Som du kan se, starter lyde altså alle med vibrationer - en bestemt type energi, der omdannes til denne kinetiske energi. Lyd og bølger i fysik er en og samme ting. Og når først denne vibration begynder, kan den sprede sig gennem mange forskellige medier til dine ører.

De bedste undervisere i fysik
Philip
5
5 (14 anmeldelser)
Philip
200kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (7 anmeldelser)
Mathias
300kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Morten
5
5 (3 anmeldelser)
Morten
195kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Tommy
5
5 (1 anmeldelser)
Tommy
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mikkel
5
5 (1 anmeldelser)
Mikkel
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kristian
5
5 (2 anmeldelser)
Kristian
120kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Philip
5
5 (14 anmeldelser)
Philip
200kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (7 anmeldelser)
Mathias
300kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Morten
5
5 (3 anmeldelser)
Morten
195kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Tommy
5
5 (1 anmeldelser)
Tommy
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mikkel
5
5 (1 anmeldelser)
Mikkel
180kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kristian
5
5 (2 anmeldelser)
Kristian
120kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kom i gang

Hvordan bevæger lydbølger sig?

Når en lydkilde vibrerer, får den alt andet omkring den til at vibrere med - da lydenergien breder sig udad fra kilden i bølger af sjældne udsving og kompressioner.

En lydbølge er en type mekanisk bølge, hvilket betyder, at den skal have et medium, som den kan passere igennem. Lyd kan ikke bevæge sig gennem et vakuum - da den har brug for atomernes vibrationer for at overføre sin energi. På baggrund af dette kan vi se, at lyd bevæger sig med forskellig hastighed afhængigt af det medium, den bevæger sig igennem.

Lyd bevæger sig gennem luften med en hastighed på 330 meter i sekundet. Dette er kendt som lydens hastighed. Luft er imidlertid - eftersom gas er en tilstand, hvor atomerne faktisk er mindst tæt placeret - det medium, hvor lyden bevæger sig langsomst.

Lydbølger bevæger sig meget hurtigere gennem faste stoffer end både væsker og gasser. Til sammenligning er den hastighed, hvormed lyden bevæger sig gennem aluminium, 6320 m/s. Det er tyve gange hurtigere end gennem luft. Du ved det faktisk intuitivt - for når du lægger hovedet mod et bord, og nogen banker på det, er det meget højere, end det ville være, hvis du sad lige oprejst.

Det skyldes, at molekylerne i faste stoffer generelt er meget tættere på hinanden end i luft - og at energien derfor meget lettere overføres fra et molekyle til det næste.

Du kan finde mere om bølgernes natur - og bølgernes egenskaber - i vores anden artikel.

Ekko

Men når der sker en ændring af det medium, som lyden bevæger sig igennem, vil noget af lyden blive reflekteret - i noget, der kaldes et ekko.

Så hvis du råber ind i en tunnel, vil lyden bevæge sig gennem luften - og noget af lyden vil vende tilbage til dine ører efter at have været i kontakt med grænsefladen mellem de to medier, luften og den faste væg.

En mand spiller på guitar
Guitarstrenge producerer bølger, når du spiller på dem og skaber lyd (Kilde: Ahmed Rezkhaan, Unsplash)

Hvad ændrer en lyds tonehøjde og klang?

Vi ved nu, hvad en lyd er: Det er en vibration i et medium. Men der er stadig et vigtigt spørgsmål: Hvordan kan det være, at vi hører forskellige lyde med forskellige lydstyrker? Og hvordan kan det være, at vi, når vi lytter til musik, kan høre alle mulige forskellige tonehøjder og toner?

For at forstå svaret skal man huske, at "lydbølger" ikke er enkeltstående, selvidentiske ting. Der findes snarere et helt spektrum af forskellige lydbølger med en uendelig række forskellige størrelser og hastigheder.

Frekvens er det ord, der henviser til det antal gange, en bølge svinger - eller går fra top til lavpunkt til top, eller fra kompression til sammentrykning og tilbage igen - på en given tid. Jo højere frekvens - dvs. jo hurtigere bølgen svinger - jo mere højfrekvent er den lyd, vi hører.

Amplitude er i mellemtiden ordet for størrelsen af den forskydning, som bølgen skaber. Jo større amplitude - dvs. jo mere energi bølgen overfører - jo højere er lyden.

Og toner? Dette forklarer dog ikke tonen i en lyd - eller den måde, hvorpå en guitar lyder anderledes end et klaver, eller den måde, hvorpå din stemme lyder anderledes end en andens.

Dette særlige faktum skylder igen sin forklaring til det faktum, at lydbølger ikke er singulære.

Hvis man spiller på en guitarstreng, er det ikke kun én type lydbølge, der produceres - ikke én bølge med én bestemt amplitude eller frekvens. Snarere vil strengen producere mange forskellige størrelser og hastigheder af bølger - og det er den særlige kombination af disse, der producerer den specifikke tone.

Hvis du vil læse mere om hastigheden på tværbølger, så skal du læse vores anden artikel om emnet.

Hvad er ultralyd?

Ultralyd kan lyde som om det er noget lidt mere interessant. Men ultralyd og lyd er i bund og grund de samme ting.

Forskellen er, at det, vi kalder ultralyd, er lydbølger med frekvenser, som det menneskelige øre ikke kan høre. Hvis det menneskelige høreområde strækker sig fra tyve Hertz til tyve tusinde Hertz (Hertz er en måling af en bølges frekvens), er ultralyd alt, hvad der ligger over en frekvens på tyve tusinde.

Der er ærligt talt utroligt meget lyd, der kan klassificeres som "ultra". Som i, at der faktisk er mere ultralyd end selve lyden. Men da vi er mennesker, er vores kategorier ofte bestemt af specifikt menneskelige hensyn.

Hunde kan på den anden side, selv om de ikke kategoriserer noget videnskabeligt, i det mindste så vidt vi ved, høre et meget større udvalg af lyde end mennesker. Deres rækkevidde er faktisk dobbelt så stor som vores - hvilket gør sondringen mellem lyd og ultralyd temmelig arbitrær.

Et ultralyd billede af en baby, hvor man bruger lyd og bølger i fysik
Vi bruger ultralyd til at se babyer i livmoderen (Kilde: Omar Lopez, Unsplash)

Hvad bruger vi ultralyd til? Og hvordan virker det?

Den mest almindelige anvendelse af ultralyd er til at skabe billeder af babyer i livmoderen. Denne teknologi er muliggjort ved hjælp af refleksionsprocessen, hvor der foregår en brydning af bølger.

Ultralyd fungerer, fordi der er mange forskellige slags materiale i kroppen: fedt, muskler og knogler.

Ved at bruge et redskab, der både kan udsende og registrere lydbølger, kan ultralydsprocessen i det væsentlige skabe billeder ved at modtage refleksioner - eller ekkoer - fra grænsefladerne mellem de forskellige lag af materiale.

Ved grænsefladen mellem fedt og muskler reflekteres og registreres nogle af de udsendte lydbølger. Ved grænsefladen mellem muskler og knogler sker det samme. Alt dette kan derefter samles på en computer, og der kan skabes et billede ud fra registreringen.

>

Platformen der forbinder undervisere og elever

Første undervisning gratis

Kunne du lide denne artikel? Skriv en anmeldelse!

4,00 (2 anmeldelse(r))
Loading...

Adil

Adil bor i København, hvor hun arbejder som freelanceoversætter og underviser i dansk. Udover dansk taler Adil også engelsk, russisk og tysk. Når Adil ikke arbejder elsker hun at rejse, løbe og dyrke yoga.