Peatükk 2.2 (Loodusõpetus 9. kl, 2. osa)

Heli tekkimine ja levimine. Laine

Mõtle ja arutle!

  1. Kuula ühe minuti jooksul, mitut erinevat heli sa kuuled.
  2. Proovi ise tekitada erinevaid helisid.
    ​Kasuta selleks erinevaid võimalusi: käsi, jalgu jmt.
  3. Kuidas saab joonlauaga heli tekitada?

Heli tekkimine ja levimine. Laine

Helid on kõikjal meie ümber. Helide kaudu saame ümbritsevast maailmast suure osa vajalikust infost.
​Kui auto sõidab maja eest mööda, saame sellest teada tekkinud heli järgi. Autot ennast polegi meil tarvis näha.
​Enamik inimesi tunneb ööbikut tema laulu järgi. Samas ei tea paljud, milline ööbik välja näeb.

Selleks, et joonlauaga heli tekitada, tuleb see viia tasakaalu-asendist välja ja seejärel lahti lasta. Joonlaud hakkab põrisema. Tekib võnkumine. Heli tekitavad võnkuvad kehad. Sellist keha nimetatakse heli-allikaks.

Heliallikat ümbritsevad õhu-osakesed. Heliallika võnkumine paneb liikuma teda ümbritsevad õhuosakesed. Võnkumine liigub ruumis edasi ühelt osakeselt teisele.

Lõpuks jõuab võnkumine meie kõrvas oleva trummi-kileni ning paneb ka selle võnkuma. Kõrvas muutub mehaaniline võnkumine närvi-impulsiks ning liigub mööda kuulmisnärvi pea-aju kuulmis-keskusesse.
​Sellist heli liikumist ruumis võib võrrelda laine levimisega veekogus.
​Kui me viskame sillalt kivikese vette, tekib selle kukkumise kohal laine. Laine levib mööda veekogu edasi, kuni viimaks kaob ehk sumbub.

Võnkumise levimist keskkonnas nimetatakse laineks.

Vette kukkuv kivike tekitab lained, mis veekogus edasi levivad.
  • Mehaaniline võnkumine muutub närviimpulsiks.
  • Õpetaja kuuleb õpilaste omavahelist sosistamist.
  • Võnkumine levib ühelt õhuosakeselt teisele.
  • Kaks õpilast sosistavad viimases pingireas.
  • Õhuosakeste võnkumine jõuab õpetaja kõrvas olevale trummikilele.
  • Õpilaste sosistamine paneb õhu nende ümber võnkuma.

Heli kiirus

Heli levimine osakeselt osakesele vajab aega.
​Katsetega on kindlaks tehtud, et õhus levib heli kiirusega umbes 340 ms. See tähendab, et ühe sekundi jooksul levib heli edasi 340  meetrit.

  1. Koridori pikkus on  m.
  2. Heli levib õhus kiirusega  ms.
  3. Ühe sekundi jooksul levib heli  koridori pikkuse võrra.

Kui me teame heli levimise kiirust, saame näiteks arvutada, kui kaugel lööb välku. Valgus levib õhus peaaegu hetkega.
​Välgulöögi hetkest tuleb loendada sekundeid müristamiseni.
​Seejärel korrutame sekundid 340-ga ja saamegi teada, kui kaugel asub meist äike.

Vastus: Välku lõi   m kaugusel.

Heli levib õhus, aga heli levib ka vedelikes ja tahkistes ehk tahketes ainetes. Vees ja tahkistes asuvad aine-osakesed üksteisele palju lähemal kui õhus. Seetõttu levib ka heli neis keskkondades palju kiiremini.

Kaja

Suures tühjas ruumis võib kuulda oma hääle kaja.
​Kaja tekib seetõttu, et heli peegeldub ruumi seintelt sinuni tagasi.

Kaja tekib alati, kui heli teel on takistus. Kaja peegeldust kuuleme aga vaid siis, kui heli levimine seinani ja tagasi võtab nii palju aega, et suudame eristada heliallika tekitatud heli ja selle peegeldust.

Kui hõikame kauge metsa või mäe poole, tuleb kaja oodata kaua. Peegelduse järgi saame määrata metsa või mäe ligikaudse kauguse. Mõnikord võib kuulda isegi kahte kaja, sest heli peegeldub kahelt eri kaugusel olevalt takistuselt.

Heli peegeldumist ehk kaja kasutatakse kaja-loodi töös. Kajalood on vahend merepõhja sügavuse määramiseks. Sellega saab ka kalaparvi otsida. Kajalood saadab merepõhja helisignaali ning registreerib aja, millal signaal seadmeni tagasi jõuab. Kui on teada heli liikumise kiirus vees, saabki arvutada merepõhja sügavuse.

Looduses kasutavad orienteerumisel kaja nahkhiired, delfiinid ja vaalad.

Delfiinid kasutavad kaja vee all orienteerumiseks.
Kajalood saadab välja heli, mis peegeldub.
Kajalood

Ära unusta, et heli peab levima veekogu põhja ja seadmesse tagasi.

Vastus: Mere sügavus on   m ehk   km.

Tööleht

Palun oota