רטט ותהודה
מהי תהודה?
תהודה היא עלייה משמעותית בעוצמתו של רטט של אובייקט כלשהו, המתרחשת כאשר מופעל עליו כוח שהרטט שלו זהה לרטט של אותו אובייקט. כדי להבין זאת יש לדעת כי כל אובייקט בטבע רוטט בתדירות מסויימת. עוצמת הרטט נמוכה בדרך כלל. אפשר לגרום לכל דבר בטבע לרטוט בכל תדירות שנרצה אם נפעיל עליו כוח, אבל אם התדירות אינה זהה לתדירות הטבעית שלו הרטט שנפיק יהיה חלש. אבל כאשר הרטט של הכוח שנפעיל יהיה זהה לרטט הטבעי של האובייקט, תתרחש, כאמור, תופעת התהודה. האובייקט יתחיל לרטוט בעוצמה גבוהה בהרבה מהרגיל.
העיקרון של תהודה חשוב במוסיקה. גיטרה, פסנתר, טרומבון, ולמעשה כל כלי מוסיקלי, בנוי כך שהוא יהדהד עם התוין שינוגנו בו. עיקרון זה גורם לכך שתוים מסויימים והרמוניות מסויימות ישמעו בכלי זה חזק יותר מתוים והרמוניות אחרים. זה מה שנותן לכלי את האיכות הקולית היחודית שלו וזו הסיבה שפסנתר נשמע אחרת מגיטרה, כשהם מנגנים צליל זהה.
צליל ורטט
כל מה שמפיק קול רוטט. קולו של פעמון מצלצל הוא פשוט הרטט שנוצר במתכת של הפעמון כאשר מכים בו באמצעות הפטיש. הרטט הזה יוצר תנודות באויר שמסביב לפעמון, ותנודות האויר האלה נעות ומתפזרות במרחב. כאשר הן מגיעות אלינו הן נקתטות על ידי האוזן ומתורגמות חזרה לצליל הפעמון שאנו שומעים. גובה הצליל קשור למהירות הרטט. ככל שהרטט גבוה יותר כך יהיה הצליל גבוה יותר, וככל שהרטט נמוך יותר גם הצליל יהיה נמוך יותר. לאוזן האנושית יש טווח של תדרים (צלילים) שהיא מסוגלת לשמוע. תדרים שמחוץ לטווח לא ישמעו על ידינו אבל יתכן שישפיעו עלינו באופן לא מודע.
חוקרים רבים מבינים היום שהשמיעה לא נעשית רק על ידי האוזניים. למעשה, הגוף כולו יכול לשמש כמכשיר שמיעה. אנו מסוגלים להבחין ברטטים שהינם נמוכים מדי מכדי להקלט באוזן, אך מורגשים על ידי הגוף. בביואקוסטיקה אנו עושים שימוש בעובדה זו על מנת לאזן את שדה האנרגיה שלנו באמצעות תדרים נמוכים.
תדר טבעי ותנודות כפויות
כאמור, לכל אובייקט יש תדר טבעי. ניתן לגרום לאובייקט לרטוט בכל תדר שהוא אך בעוצמה נמוכה. תהודה מתרחשת כאשר הכול שמופעל על האובייקט תואם לתדירות הטבעית שלו. לדוגמא, כאשר אנו פורטים על מיתר בגיטרה גם המיתרים האחרים מפיקים צליל למררות שלא פרטנו עליהם. הרטט שלהם נגרם על ידי הדטט של המיתר שעליו פרטנו. הרטט הזה עבר אליהם דרך האויר ודרך גוף הגיטרה ואילץ גם אותם לרטוט. אם יש בגיטרה מיתר שזהה למתיר שעליו רטנו הוא ירטוט בצורה החזקה ביותר בהשוואה למיתרים האחרים שהם בד"כ שונים מהראשון.
תופעה זו של תהודה הינה די שכיחה בטבע. מהנדסי גשרים צריכים לקחת בחשבון את התדירות הטבעית של הגשר. משבי רוח יגרמו לגשר לרטוט. אם הרטט של הרוח יהיה זהה לרטט הטבעי של הגשר הגשר עלול לרטוט בעוצמה כה גבוהה עד שינזק. למרבה המזל הסיכוי שמשב רוח ירטוט בדיוק ברטט של הגשר היא אפסית. עם זאת, כבר היו מקרים בהם משבי רוח גרמו לתהודה הרסנית בבניינים, אשר קרסו ונפלו. התהודה היא הדבר שגורם לכוסות להתנפץ כאשר משמיעים לידן צליל גבוה. כאשר הצליל מגיע לתדירות הטבעית של הזכוכית של הכוס הרטט של הכוס מתעצם מאד עד שהזכוכית נסדקת והכוס מתנפצת.
השימוש בתהודה בביואקוסטיקה
כמו שלכל אובייקט בטבע יש רטט משלו כך גם לכל מרכיב של הגוף יש רטט טבעי המאפיין אותו. אנו מסוגלים להגביר את הרטט הזה בעת הצורך על ידי כך שנשמיע לאדם צליל ברטט (תדר) הזהה לתדר של אותו מרכיב. אם אנו מגלים על ידי ניתוח הקול שלאדם הזה יש חוסר בחומצת אמינו מסוימת, אנו יכולים להביא להעלאתה על יד חשיפתו לצליל בעל תדירות הזהה לתדירות של חומצת האמינו. במחקר ארוך השנים שמבוצע על ידי המכון לביואקוסטיקה אספנו במשך הזמן בסיס נתונים עצום המכיל את התדירויות הייחודיות של רבים ממרכיבי הגוף. המידע הזה ותופעת התהודה הם כלים מרכזיים עבורנו בתהליך הטיפולי של הביואקוסטיקה.