01. juli 2015

Hvad er det man kan høre, når det blæser?

Jorden

Hvad er det man kan høre, når det blæser (altså ikke blade, der rasler, eller tagplader, der falder ned)? Når vinden tuder og hyler, hvad er det så, der laver lyden, spørger J.E. Støvring.

Lydene opstår, når molekylerne i luften rammer eller glider forbi genstande i omgivelserne og danner trykbølger. En helt jævn vind, der blæser med samme hastighed hele tiden, giver ingen lyd fra sig.

Lad os sige, at vi havde lavet en mikrofon, som overhovedet ikke havde nogen vindmodstand (man kunne også sige, at den var ”gennemsigtig” for luftens molekyler). Sådan en mikrofon kan vel at mærke kun eksistere i vores fantasi, den er komplet umulig at fremstille, hvad jeg vil komme ind på lidt senere. Hvis vi tog den og stak den op i luften langt fra alting, ville vi ikke høre noget som helst. Luftens molekyler ville bare glide forbi (og igennem mikrofonen) uden at lave nogen lyd.

Lyd er trykforskelle i luft (eller væske, man kan også høre under vand). Lyde opfanger vi med vores ører. Her sidder en membran, trommehinden, som sættes i bevægelse, når den rammes af trykbølger. Hvis man fx knipser med fingrene, presser man nogle af luftens molekyler sammen mellem langefingeren og roden af tommelfingeren. De sammenpressede molekyler skubber på molekylerne i nabolaget, og de skubber videre på deres naboer, og på den måde breder trykbølgen sig udad som den ring, der dannes, når man kaster en sten i en sø.

Når øret rammes af trykbølgen, presses den lidt indad, og når trykket falder igen, svupper den tilbage. Bevægelsen opfanges af nerveceller, som sender besked til hjernen, hvor vi opfatter den som en lyd, et lille smæld. Når vi taler, danner vi mange og meget komplekse trykbølger med vores stemmebånd, og trommehinden udfører en kompliceret dans.

Når vinden hyler, er det fordi den danner trykbølger sammen med omgivelserne. Luften består af forskellige molekyler, især nitrogen, ilt, argon og CO2, og tilsammen kan man sammenligne luften med en meget tynd væske, en væske som let kan presses sammen. Når luften rammer fx en gren, vil nogle af molekylerne på forsiden af grenen blive presset sammen, mens andre på bagsiden vil glide lidt fra hinanden, dvs. at trykket falder. Samtidig dannes der nogle meget indviklede lufthvirvler, hvor trykket både stiger og falder. Den salgs hvirvler kan man også se i vand, hvis man fx stikker en pind i en strømmende å. Trykforskellene forplanter sig gennem luften, og til sidst rammer de øret, og vi opfatter det som en hvislende lyd, hvis vinden er relativt svag, mens den nok vil være noget højere og buldrende i en storm.

Lydene dannes også, når vinden stryger hen langs jorden og rykker i græs, danner hvirvler omkring sten og klipper, eller når den smyger sig langs huse og træer. Lufthvirvler kan også få fx tråde og bygninger til at gå i svingninger, som forplanter sig gennem luften, og som vi så kan opfange som lyd.

Selv vores egne ører vil være med til at lave hvirvler, som vi opfatter som blæsevejrets egne lyde. At vores ører og sikkert også vores ansigt og krop (og tøj) er med til at lave trykbølger og hvirvler i blæsevejr, kan man let overbevise sig om ved bare at dreje sig rundt i forskellige retninger. Så vil man opdage, at lyden af vinden for en stor del afhænger af, hvor man kigger hen.

Nogle gange er det måske lidt mere kompliceret, og vinden er i sig selv med til at danne lyd. Det er fx nok ikke sandsynligt, at en vind bevæger sig med helt konstant hastighed. Den vil springe lidt, for der er også store hvirvler i selve luftens atmosfære. Det vil betyde, at den i sig selv danner trykbølger, eller måske rettere langsomme trykændringer i luften. Men dem vil man nok ikke kunne høre. Det ville kræve nogle enorme trommehinder, der kunne opfange meget langsomme trykændringer, hvilket vil sige meget dybe toner. Nogle gange dannes der helt af sig selv mindre strømhvirvler i luften, og det kan tænkes, at de kan opfanges med hørelsen, men lydene vil nok være ret svage.

Og lige tilbage til den vindglatte mikrofon fra indledningen. Den er som sagt det rene tankespind, da det selvfølgelig er umuligt at bygge noget, som luftens molekyler bare ville blæse igennem uden videre. Det er også helt utænkeligt, at den overhovedet ville kunne opfange lyd, hvis der var nogen. Da den er ”gennemsigtig” kan den nemlig heller ikke opfange trykforskelle i luften. Det gør en rigtig mikrofon på samme måde som vores ører, nemlig ved hjælp af en membran, der sættes i svingninger af trykforskellene, fx hvis man synger ned i mikrofonen.

Så for at kunne opfange lyd, må en mikrofon netop ikke være ”gennemsigtig”, den skal så at sige gøre modstand mod molekylerne. Og det betyder, at den selv kan komme til at lave lyde, når vinden glider forbi. Det har vi nok alle hørt på tv eller i radioen, når vinden buldrer i mikrofonen, fx når journalisterne sender live fra den seneste efterårsstorm. Det er ikke vinden selv, der buldrer, men de stærke lufthvirvler, der dannes, når vinden rammer mikrofon (og den stakkels journalist).