Πως φαίνεται ο ήχος;

Όταν το φως περνά μεταξύ των περιοχών διαφορετικής πυκνότητας του αέρα, αλλάζει πορεία. Έχετε ίσως παρατηρήσει τον τρόπο με τον οποίο το μακρινό πεζοδρόμιο φαίνεται να λαμπυρίζει σε μια καυτή ημέρα, ή ότι τα αστέρια φαίνονται να λαμπυρίζουν. Βλέπουμε το φως που έχει διαστρεβλωθεί καθώς περνά μέσα από ποικίλες πυκνότητες αέρα, οι οποίες δημιουργούνται από διάφορες θερμοκρασίες και πιέσεις.

Στα μέσα του 19ου αιώνα, ο Γερμανός φυσικός August Toepler επινόησε μια φωτογραφική τεχνική που ονομάζεται Schlieren Flow Visualization για να συλλάβει οπτικά αυτές τις αλλαγές στην πυκνότητα. Η τεχνική είναι λίγο δύσκολο να εξηγηθεί με λόγια (δείτε το βίντεο για μια πλήρη εξήγηση), αλλά επιτρέπει στους επιστήμονες και τους μηχανικούς να βλέπουν πράγματα που είναι συνήθως αόρατα. Όπως για παράδειγμα η αυξανόμενη θερμότητα από ένα κερί, η αναταραχή γύρω από το φτερό ενός αεροπλάνου, το νέφος από το φτάρνισμα κ.τ.λ.

Μπορεί, επίσης, να χρησιμοποιηθεί για να δεις τον ήχο. Ο ήχος, στην τελική, είναι απλά μια άλλη αλλαγή στην πυκνότητα του αέρα – ένα περιοδεύων κύμα συμπίεσης. Ένα ηχείο ωθεί τον περιβάλλοντα αέρα και δημιουργεί ένα κύμα που ταξιδεύει προς τα έξω μέχρι να συναντήσει το τύμπανο του αυτιού.

Μια επίδειξη ενός κύματος συμπίεσης.

Ως αποτέλεσμα, το Schlieren Flow Visualization μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δούμε τον ήχο επίσης. Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν πολύ γρήγορα (761,2 μίλια ανά ώρα) έτσι μια κάμερα υψηλής ταχύτητας είναι απαραίτητη για να δούμε το πέρασμα των κυμάτων.

Ο Michael Hargather, καθηγητής μηχανολογίας στο New Mexico Tech, χρησιμοποιεί ακριβώς αυτή την προσέγγιση για να μελετήσει το ωστικό κύμα που προκλήθηκε από εκρήξεις. Έχει κάνει ένα βίντεο με κροτίδες ,ανατινάξεις αυτοκινήτων, αλλά είναι επίσης γυρίσει και πιο ήπια κύματα κλονισμού – όπως προσγείωση ενός βιβλίου σε ένα τραπέζι και ένας άνδρας που χτυπάει παλαμάκια. Μπορείτε να τα δείτε όλα στο βίντεο που ακολουθεί.