1. ábra Kis Herceg

forrás:  http://mek.oszk.hu/00300/00384/html/  [2017.05.11]

Mivel a tudományos érdeklődésű emberek nem mind feltétlenül a fizika szerelmesei, biztos vannak közöttetek is olyanok, akik inkább a biológia, a kémia, esetleg a földrajz iránt éreznek olthatatlan vonzalmat. Mivel nem lehetünk csak szakbarbárok - erről a témáról még majd lesz egyszer egy önálló bejegyzésem, ahol kifejtem bővebben a véleményemet - a mai bejegyzésben két kis sivatagi érdekességre szeretném pár szóban felhívni a figyelmeteket. Az egyik történelmi témájú, míg a másik biológiai.

Kezdjük a biológiával, mivel az ábécében a b (biológia) előrébb áll, mint a t (történelem).

Biztos sokaknak ismerős a sivatagi róka neve, hiszen őkelme a méltán híres Antoine de Saint-Exupéry könyvben, A Kis Herceg-ben az egyik főszereplő, akit meg kell szelidíteni.  A linkre kattintva, a MEK-ben (Magyar Elektronikus Könyvtár) elolvashatjátok vagy meghallgathatjátok. Miért pont most jutott eszembe ez a könyv, és a sivatagi róka? Ugyanis eljutott a híre annak a füleimhez (pedig nem olyan méretesek, mint ennek a kis kópénak a képen), hogy Debrecen szép városának az állatkertjébe sivatagi rókák érkeztek lakónak.

 2. ábra Sivatagi róka a Debreceni Állatkertben

forrás: http://www.zoodebrecen.hu/ [2017.05.09]

Ez a gyönyörű kis állatka, akit legszívesebben megcirógatnánk, a nagy túlélő, hivatalos neve a sivatagi róka (Vulpes Zerda) és a városi legenda szerint azért van ekkora füle, hogy annak nagy felületén keresztül légkondicionálja magát a sivatagban. Lakhelye Észak-Afrika, a Sínai-félsziget és az Arab-félsziget sivatagai. Éjszakai életet él. És itt a figyelmes olvasó fel is kapja a fejét, hiszen ha éjszakai életet él, akkor mi ellen is kondicionálja magát? Hiszen az éjszaka a sivatagban nagyon is hideg! És hol is húzza meg magát napközben?

Bizony-bizony, kedves figyelmes olvasó, szóval napközben, a tikkasztó hőségben a sokszor 10 méter mélyre ásott kotorékában húzza meg magát kedvenc rókánk, ahol nincs ám akkora hőség. Akkor pedig mire kell neki ez az óriási fül, hiszen a Természet, az Evolúció nem szokott hosszú ideig megtartani félresikerült, az adott helyzethez, élettérhez legjobban alkalmazkodni képtelen egyedeket. Ergo a füleknek, és a méretüknek célja, oka van!

Beszélgessünk egy kicsit az érzékelésről. Az ember érzékszervei bár elég jónak mondhatóak, az evolúció során mégsem az érzékszerveink kiválósága miatt léptünk elő csúcsragadozóvá, hanem az agyunk fejlesztése/fejlődése, a kommunikációképesség és a szerszámhasználat együttesen vezetett el minket erre a helyre. Miért mondom ezt?

Ha most mindenki egy pár pillanatig elmélkedik, gondolkodik, akkor rájöhet, hogy mi emberek a külvilágból érkező információk legnagyobb hányadát vizuális úton, vagyis a szemünkkel szerezzük meg, majd dolgozzuk fel az agyunkkal. A többi érzékszervünk kiegészíti a vizuális úton megszerzett információkat, és azokat alátámasztja, vagy esetleg cáfolja (például optikai csalódás esetén). Minden érzékszervünk becsapható, és ha ellentmondásba kerül mondjuk a hallott és a látott információ, az ember hajlamosabb a vizuálisnak hitelt adni. Ezt már nagyon sok marketing tanácsadó, divatkreátor, üzletember, stb használta ki a saját, illetve a terméke javára. Az egymást alátámasztó és/vagy kiegészítő érzékszervi információk pedig elmélyítik az érzékelt jelenség rögzülését, és későbbi újra előhívhatóságát, akár egymástól függetlenül is. Példaként említsük meg a citrom érzékelését. Ha valami sárga/kerek/savanyú - az a citrom. Ha valami sárga és kerek (=látom a citrom képét), akkor valószínűleg beindul a nyálkiválasztásom, pedig nem is történt meg az ízlelés, mint érzékelés folyamata. Vagy a frissen sült kenyér illata az áruházakban, vizuálisan megjelenik "lelki szemeim" előtt a gyönyörű, ropogós, friss kenyér képe, és máris szaladok vásárolni először kenyeret, majd hozzá vajat, lekvárt, zsírt, felvágottat, paradicsomot és zöldhagymát vagy éppen a mogyorókrémet. Kinek-kinek az ízlése szerint.

Szóval kedves marketingesnek készülő diákjaink, érdemes a természettudományos tantárgyakat tanulni, hiszen az EMBER, a ti munkátok célpontja! És ő pedig tiszta biológia, kémia, fizika, stb...

Visszatérve a nagy fülek céljához. Szóval az Evolúció nem hagy meg olyat, aminek nincs haszna. Ebben már sokszor megegyeztek a tudósok százai, csak esetleg még nem tudjuk, hogy miért is hasznos, célszerű valaminek a létezése. Sokáig a denevérekről sem tudták, hogy a számunkra hallhatatlan hangot bocsátanak ki, és annak visszaverődésével tájékozódnak a tárgyak, élőlények tartózkodási helyéről, ezért félelmetes repülő állatoknak tartották őket. Amit nem ismerünk, nem tudunk megmagyarázni attól félünk, tartunk. Itt megint kitérhetnénk antropológiai témákra, miszerint ezért is hozta létre, teremtette meg a szent állatok kategóriáját például. Mindenkinek legalábbis rémlik történelemóráról, vagy egy ismeretterjesztő filmből, esetleg a szerencsésebbeknek egy londoni, párizsi tudományos múzeumi látogatás után, vagy direktben az egyiptomi piramisok meglátogatását követően, a sakálfejű, madárfejű istenek látványa. Nos, ezek az emberek által tisztelt, nagyra tartott állati tulajdonságok kivetítése isteni alakban.

3. ábra forrás: pixabay.com [2017.05.10]

Anubis sakál/kutyafejű egyiptomi istenség, a Bíró. Az elhunytak szívét helyezte egy mérleg egyik serpenyőjébe, míg a másikba Maat, az igazságosság Istenségének a tollát. Ha a szív nehezebbnek bizonyult, mint a toll, akkor Ammut felfalta. Ammut egyébként egy nagyon érdekes, összetett figura,  feje egy krokodilé, nyaka és sörénye egy oroszláné, míg a teste egy vizilóé.

A sivatagi róka fülének nagysága első nekifutásra valóban felfedi a hőelvezetés lehetőségét, a nagy felület által. De ahogy azt írtuk, nappal, a hőségben jó mélyen, hűvösben tartózkodnak, míg éjszaka jönnek elő, táplálékot szerezni. Valamint ezek a gyönyörű fülecskék szőrrel borítottak ám, ami nemigazán kedvez a hőelvezetésnek. Ha éjszaka, akkor sötétség, vagyis a fény, a szembe érkező fotonok hiánya a jellemző. Ekkor, mint rendes éjszakai állat, a pupillája nagyobbra képes tágulni, így az elenyésző számú fotonokat is érzékelheti. Ez azonban még nem elegendő. Más érzékszervei hasznosabbak lehetnek. A hallása, nagyobb frekvenciatartományban aktív, mint az embernél, vagyis magasabb és mélyebb hangokat is meghall, mint mi. És ez nem elég ám, hiszen az is jó lenne tudni, hogy merre induljon, ha a zsákmányállata motoszkálását meghallja az éjszakában, vagyis ezeknek a hanghullámoknak a forrását is meg tudja határozni a mozgatható fülével. Emlékszem mekkora élmény volt számomra először hallani sztereó felvételt fülhallgatóban! Nos ezt a sivatagi róka a tökélyre fejlesztette, saját irányhallásával. Hogy is működik ez?

Ezt nevezzük irányhallásnak! Itt, mivel ez egy rövid blogbejegyzés, csak az alapokat ismertetem, de ha többet, és alaposabban szeretnél tudni az irányhallásról, figyelmedbe ajánlom ezt a linket. 

Tehát az alapok:

A hang a levegőben/anyagban terjedő longitudinális hullám. A hang terjedéséhez rugalmas közegre van szükségünk, ezért a vákuumban a hang nem terjed. Az iskolátokban a fizika tanárotok valószínűleg bemutatta ennél a tananyagrésznél a már hagyományosnak mondható csengő, ébresztőóra vagy harang megszólaltatása a vákuumharang alatt elnevezésű kísérletet. Ha véletlenül kimaradt az életetekből, akkor sürgősen pótolni kellene, például ezzel.

A hangokat hangmagassággal és hangerővel szokták leírni. A hangmagasság a rezgés ciklusainak periódusidejével (T - másodperc), hullámhossz (λ - lambda - mértékegysége méter), vagy ennek a periódusidőnek a reciprokával (1/λ), azaz a frekvenciával - f - jellemezhető, melyet Hertz-ben (Hz) szokás megadni. Ezt már biztos hallottátok, ha máshol nem, hát a képernyőtök frissítési frekvenciájánál (=a képernyő másodpercenkénti újratöltésének, frissítésének a száma).

Mivel a magyar tanrend szerint mindenki tanul éneket, és ezzel együtt a szolfézs alapjait, mindenki ismeri a különbséget a tiszta hangok és az összetett hangok között. Az ún. tiszta hangok egyetlen, az adott hangra jellemző frekvenciával írhatók le, függvényen ábrázolva szinuszgörbét adnak. A valóságban előforduló összetett hangok több, ún. harmonikussal jellemezhetők, melyek az eredeti frekvencia egész számú többszörösei és „rátevődnek” az eredeti szinuszhullámra. Ezért jöhetnek létre az eltérő hangszínek, pl. két különböző hangszer is így szólalhat meg másféle hangon annak ellenére, hogy éppen ugyanazt a zenei hangot szólaltatják meg. Ha ez nem lenne, talán a zenei élményünk sem lenne az igazi, és a kultúránk is eltérő lenne a mostanitól. (Ilyenkor szoktam elfilozofálgatni, miszerint, például a jelen esetben ha az ember, mint intelligens lény nem a Földön, hanem esetleg valamely más légkörrel, sűrűbb, ritkább, stb, fejlődött volna ki, vagy az evolúció során más hallástartományunk alakult volna ki, akkor mennyire lennének mások az emberi civilizációra jellemző vonások, a kultúra, a művészet, stb.).

4. ábra hangok osztályozása

forrás: tankonyvtar.hu [2017.05.10]

Ahogy az a 4. ábrát nézegetve láthatjuk, az emberi fül általában a 20-20000Hz frekvenciájú hangokat képes észlelni, a 20Hz alatti frekvenciájú hangot infrahangoknak, míg a 20000Hz felettieket ultrahangoknak nevezzük. Az evolúció által kifejlesztett hallószervünk az 1000-4000Hz-es tartományban a legérzékenyebb, ezeket a hangokat halljuk meg leginkább. Külön érdekesség, és a hallás beszédfejlődést megelőző optimizációját bizonyíthatja, miszerint ez az optimum nem a beszédhangok tartományába esik, amik kicsit alacsonyabb tartományba esnek (80-1000Hz). Vagyis fizikával és biológiával megerősítve vonjuk le az antropológiai következtetést, miszerint az evolúció során a hallás nem elsősorban a beszéd megértésére fejlődött ki. 

A hang erősségét (hangintenzitás) a levegő rezgése miatt létrejövő nyomásváltozás nagyságával jellemezzük. Ha a hangot jellemző szinuszhullámot nézzük, ez az intenzitás a hang amplitúdójának a nagysága. A hangerőt mégsem Pascal (Pa)-ban, hanem decibelben (dB) mérjük (Ki is volt Bell? - Alexander Graham Bell (1874– 1922) a telefon szabadalmaztatója, az ő tiszteletére nevezték el az intenzitásszint logaritmikus egységét. Hol találkoztunk logaritmikus egységgel? IGEN! A földrengéseknél, ahol egy egységnyi emelkedés 32-szeres energianövekedést jelentett. Ugye emlékeztek még erre a bejegyzésre! Praktikus okból használják a bel tizedét, a decibelt, ui. kb. 1 dB intenzitásszint változást képes az emberi fül megkülönböztetni. Ez 26%-os intenzitás növekménynek felel meg.).

Ennél a tananyagrésznél szoktam a diákjaimnak látszólag felelőtlenül azt a tanácsot adni, hogy mivel öregszem, az én hallásom már nem az igazi, kb. 17000Hz-es csörgőhangra állítsák be a telefonjaikat, hogy csak ők hallják, én pedig ne. Na ilyenkor aztán jönnek a kérdések, nagy ravaszul a diákoktól, hogy miért és hogyan ... és akkor szó eshet a hallás romlásáról, a hallás szervének a felépítéséről, vagyis fizikáról kissé átevezünk a biofizika területére. Nagyon szokott tetszeni a diákoknak, hiszen ilyenkor azzal a megnyugtató tudattal távoznak az óráról, hogy jól kibabráltak ám a tanárral, hiszen nem az unalmas fizikát vettük át! Ha lenne bajuszom, akkor ilyenkor mosolyognék a bajuszom alatt, hiszen ennél a kitérőnél a fizika MELLETT a biofizikát is tanultuk! De mivel spontánnak, el nem tervezettnek tűnik, ők is élvezik! Mindenkinek ajánlom ezt a metódust! Csapjuk be egy kissé a diákokat! :-)

Sajnos, mint minden egyebet, az ember, az intelligencia hordozója, a Teremtés Koronája, a hangot is felhasználta, felhasználja harcra, fájdalom okozásra. Először valószínűleg a megemelt hangot, vagyis az ordítást, mint elrettentő, védekező fegyvert alkalmazta, ahogy azt az állatvilágban sokszor láthatjuk. A második világháború alatt sajnos már élesbe fordult ez a kísérletezés, és talán a jerikói történet (Jozsué 6.6-20) hatására, talán nem, a fegyverfejlesztők figyelme az akusztikus fegyverek felé is fordult. Ott is főleg egy adott frekvenciájú infrahang bizonyult nagyon kellemetlennek az emberek számára, és ezt a tulajdonságot főleg tömegoszlatásra, tüntetéseknél használják. Az általános diszkomfort érzés, rosszullét mellett azonban ezek az akusztikus fegyverek okozhatnak például epileptikus rohamokat is, fájdalmakat különböző szervekben, hosszabb idő alatt pedig depressziót, lehangoltságot, egyéb pszichés betegségeket.

5. ábra Jerikó ostroma

forrás: wikipédia [2017.05.15]

A hallás szerve az embernél a fül, ezzel fogunk a következő bejegyzésemben foglalkozni.

Mindenkit várunk vissza,

Üdv,

ScienceGuruk