Sóng hạ âm

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Sóng hạ âm là sóng âm có tần số thấp hơn 20 Hz, ngưỡng nghe thấy bình thường của người. Khả năng nghe trở nên kém đi khi tần số giảm, vì vậy nên để con người tiếp nhận được hạ âm, áp suất âm thanh cần phải đủ cao. Tai là bộ phận chính có thể cảm nhận sóng hạ âm nhưng ở cường độ cao, những phần khác của cơ thể cũng có thể cảm nhận được sự rung động hạ âm.

Trạm giám sát sóng hạ âm ở Qaanaaq, Greenland.

Các nhà nghiên cứu tìm hiểu về âm thanh có tần số từ 20 Hz xuống đến 0.1 Hz và đôi khi đến 0.001 Hz. Dải tần số này được sử dụng để dự báo động đất, theo dõi sự hình thành đá và xăng dầu dưới lòng đất, đồng thời còn được sử dụng trong y học trong việc siêu âm.

Sóng hạ âm có đặc trưng là khả năng di chuyển qua khoảng cách xa và vượt qua các vật cản mà ít bị hấp thụ. Trong âm nhạc, hạ âm có thể được tạo ra bằng ống dẫn sống âm.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Sóng hạ âm được phe Đồng Minh trong Chiến tranh thế giới thứ nhất để định vị đại bác.[1] Một trong những người đi đầu trong việc nghiên cứu sóng hạ âm là nhà khoa học người Pháp Vladimir Gavreau.[2] Ông bắt đầu chú ý đến sóng hạ âm trong phòng thí nghiệm vào những năm 1960, khi ông và trợ lý thấy các dụng cụ rung động và màng nhĩ đau nhưng không có âm thanh nào được nghe thấy. Ông kết luận có hạ âm được tạo bởi quạt và hệ thống ống dẫn, Một thí nghiệm của ông là cái còi hạ âm.[3][4][5]

Định nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Hạ âm được Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ định nghĩa là âm thanh có tần số thấp hơn 20 Hz.

Nguồn phát[sửa | sửa mã nguồn]

Sóng hạ âm có thể được tạo ra từ các nguồn tự nhiên hoặc nhân tạo:

  • Hiện tượng tự nhiên: âm thanh có tần số thấp đôi khi xuất hiện tự nhiên trong các hiện tượng thời tiết cực đoan, sóng biển,[6] sóng lee, tuyết lở, động đất, núi lửa phun trào, sao băng,[7] thác nước, sự hình thành băng trôi, cưc quang, thiên thạchsét.[8] Tương tác sóng biển phi tuyến tính trong những cơn bão biển tạo ra những rung động hạ âm với tần số vào khoảng 0.2 Hz, được biết đến là microbarom.[9] Theo chương trình Hạ âm của NOAA, các mảng sóng hạ âm có thể sử dụng để phát hiện tuyết lở ở dãy núi Rocky và phát hiện lốc xoáy sớm hơn vài phút.
  • Giao tiếp của động vật: cá voivoihà mãtê giáchươu cao cổhươu đùi vằn, và cá sấu được biết là sử dụng hạ âm để giao tiếp qua khoảng cách xa—hàng trăm dặm trong trường hợp của cá voi. Đặc biệt, loài tê giác Sumatra còn tạo ra âm thanh với tần số thấp cỡ 3 Hz giống như bài hát của cá voi lưng gùTiếng gầm của hổ chứa sóng hạ âm tại 18 Hz hoặc thấp hơn, và loài mèo cũng cho thấy là phát ra tiếng động trong khoảng từ 20 đến 50 Hz. Có ý kiến cho rằng những loài chim di cư sử dụng hạ âm tự nhiên, từ những nguồn như dòng chảy không khí rối qua các dãy núi, làm công cụ để định hướng. Hạ âm cũng có thể dùng trong giao tiếp đường dài, đặc biệt với cá voi tấm sừng hàm (xem Bài hát của cá voi) và voi châu Phi. Tần số của âm thanh do cá voi tấm sừng hàm phát ra dao động từ 10 Hz đến 31 kHz, và của voi nằm trong khoảng 15 Hz đến 35 Hz. Cả hai đều có thể cực kỳ to (khoảng 117 dB), cho phép giao tiếp xa hàng cây số, tối đa vào khoảng 10 km (6 mi) với loài voi, và có thể lên đến hàng trăm hay hàng ngàn km với vài loài cá voi. Voi cũng sản xuất ra sóng hạ âm qua mặt đất và có thể được cảm nhận bởi những đàn khác qua chân của chúng thậm chí khi cách xa hàng trăm cây số.
  • Ca sĩ: một số ca sĩ, bao gồm Tim Storms, có thế hát những nốt trong khoảng tần số hạ âm.[10]

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Geirland, John. “The Sound of Silence”. Wired. 
  2. ^ Vassilatos, Gerry (2000). Lost Science. ISBN 9780932813756. 
  3. ^ Gavreau V., Infra Sons: Générateurs, Détecteurs, Propriétés physiques, Effets biologiques, trong: Acustica, Vel .17, No. 1 (1966), trang 1–10
  4. ^ Gavreau V.,infrasound, trong: Science journal 4(1) 1968,S.33
  5. ^ Gavreau V., "Sons graves intenses et infrasons" trong: Scientific Progress – la Nature (Sept. 1968) p. 336–344
  6. ^ Garces, M.; Hetzer C.; Merrifield M.; Willis M.; Aucan J. (2003). “Observations of surf infrasound in Hawai’i”. Geophysical Research Letters 30 (24): 2264. Bibcode:2003GeoRL..30xOCE5G. doi:10.1029/2003GL018614. Comparison of ocean buoy measurements with infrasonic array data collected during the epic winter of 2002–2003 shows a clear relationship between breaking ocean wave height and infrasonic signal levels. 
  7. ^ Garces, M.; Willis, M. (2006). “Modeling and Characterization of Microbarom Signals in the Pacific”. Truy cập ngày 24 tháng 11 năm 2007. Naturally occurring sources of infrasound include (but are not limited to) severe weather, volcanoes, bolides, earthquakes, mountain waves, surf, and, the focus of this research, nonlinear ocean wave interactions. 
  8. ^ Haak, Hein (1 tháng 9 năm 2006). “Probing the Atmosphere with Infrasound : Infrasound as a tool” (PDF). CTBT: Synergies with Science, 1996–2006 and Beyond. Preparatory Commission for the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 2 tháng 7 năm 2007. 
  9. ^ “Microbaroms”. Infrasonic Signals. University of Alaska Fairbanks, Geophysical Institute, Infrasound Research Group. Truy cập ngày 22 tháng 11 năm 2007. The ubiquitous five-second-period infrasonic signals called "microbaroms", which are generated by standing sea waves in marine storms, are the cause of the low-level natural-infrasound background in the passband from 0.02 to 10 Hz. 
  10. ^ “Man With World's Deepest Voice Hits Notes That Only Elephants Can Hear”. Medical Daily. 24 tháng 8 năm 2012. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]