S1 Minä ihmisenä/Kuinka korva toimii?

Jos puu kaatuu metsässä, eikä kukaan ole sitä kuulemassa, kuuluuko siitä ääni? Mitä ääni oikeastaan on ja miten kuulemme sen?

Ääni on aineen liikettä

Sivun ylälaidassa oleva vanha kompakysymys johdattaa sinun pohtimaan, mitä ääni oikeastaan on. Jos kukaan ei ole kuulemassa, kuuluuko kaatuvasta puusta ääni? Ääni on itse asiassa aineen liikettä ja värähtelyä.

Kun läpsäytät kätesi yhteen, saa läpsäytys käsiesi ympärillä olevan ilman liikkumaan. Aivan kuten vesi, johon on heitetty kivi, myös ilma alkaa liikkua aaltoina poispäin käsistäsi. Tätä ilman liikettä kutsumme ääniaalloiksi. Ääniaallot voivat edetä ilman lisäksi muissakin – kiinteissä tai nestemäisissä – aineissa. Jos laitat vaikkapa korvasi ovea vasten ja pyydät toista kopauttamaan ovea toiselta puolelta, huomaat kuinka ääni eli ääniaallot kulkevat oven läpi. Ääni voi edetä myös nesteessä, kuten esimerkiksi vesi.

Nopeutta, jolla ääniaallot etenevät kutsutaan äänen nopeudeksi. Äänen nopeus ilmassa riippuu lämpötilasta. 0°C ilmassa äänen nopeus on 331 metriä sekunnissa (m/s), 20°C:ssa 343 m/s ja 40°C:ssa 354 m/s. Äänen nopeus vedessä on 1500 m/s ja teräksessä jopa 6000 m/s.

Liikkuvatko ääniaallot siis nopeimmin ilmassa, vedessä vai teräksessä? Entä miten lämpötila vaikuttaa äänen nopeuteen ilmassa?

Tietyt aineet ovat hyviä pysäyttämään ääniaaltojen liikkeen. Tällaisia aineita kutsutaan äänieristeiksi.

Korvassa ääniaalto muuttuu hermoimpulssiksi

Tässä kuvassa näet korvan osat.

Korva on elin, joka on erikoistunut keräämään ilman ääniaaltoja. Korvalehti kerää ääniaallot ilmasta ja johdattaa ne korvakäytävää pitkin tärykalvolle. Ääniaallot saavat tärykalvon värähtelemään. Tärykalvon värähtely puolestaan saa vasaran lyömään alasinta. Alasimesta värähtely etenee jalustimen kautta simpukkaan. Simpukassa ääniaallot muuttuvat hermoimpulliksi, joka lähtee etenemään kuulohermoa pitkin kohti aivoja.

Ääniaistimus syntyy vasta aivoissa

Aivoissa on oma alueensa, joka on erikoistunut tulkitsemaan korvilta tulevaa tietoa. Tällä alueella korvan kuulohermoa pitkin tuleva tieto muuttuu ääniaistimukseksi. Aivot tulkitsevat tiedon ja muodostavat sinulle käsityksen esimerkiksi siitä, mistä ääni lähti. Onko ääni puhetta vai jotain muuta? Aivot osaavat myös tulkita, onko puhe vierasta vai tuttua kieltä. Aivot kykenevät myös tulkitsemaan, oletko kuullut saman äänen ennen ja onko se jonkun tutun puhetta.

Korvassa on kaksi aistia

Korvan aisteista puhuttaessa muistamme yleensä ensimmäiseksi kuulon. Korvassa on kuitenkin myös toinen aisti: tasapainoaisti. Tasapainoaistin avulla pysymme pystyssä ja osaamme korjata asentoamme, jos meinaamme kaatua. Tasapainoaistin avulla tiedämme myös, olemmeko oikein vai väärinpäin, vai makaammeko kenties pitkällämme. Tasapainoelin sijaitsee korvan kaarikäytävissä.

Tehtäviä ja pohdittavaa

1. Miten vastaisit tässä artikkelissa oppimasi perusteella kysymykseen "Jos puu kaatuu metsässä, eikä kukaan ole sitä kuulemassa, kuuluuko siitä ääni?"
2. Millaisessa tilanteessa ja paikoissa on hyötyä aineista, jotka toimivat hyvinä äänieristeinä?
3. Kokeile seuraavan kerran musiikin tunnilla, kinka ilma liikuu ja saa aikaan äänen. Laita kätesi rummun alapuolelle ja lyö rumpukalvoa. Tunnet kädessäsi, kuinka ilma liikkuu.