Sóng hạ âm là sóng âm có tần số thấp hơn 16 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.

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. Sóng ở dải tần số này được sử dụng để dự báo động đất, khảo sát các tầng đất đá và khả năng chứa dầu mỏ dưới lòng đất. Trong y học thì nhịp tim thường vào cỡ 0,8 đến 2 Hz, và có thể coi phép chụp tim mạch hay “tâm thân động ký” (Ballistocardiography) là ứng dụng hạ âm trong y tế.

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

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]

Bạn đang đọc: Sóng hạ âm – Wikipedia tiếng Việt

Hạ âm được Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ định nghĩa là âm thanh có tần số thấp hơn 20 Hz .
Bằng sáng chế một phong cách thiết kế thùng loa cộng hưởng tần số thấp để tạo ra tần số hạ âm từ 5 đến 25 Hz mà những phong cách thiết kế loa siêu trầm thông thường không trọn vẹn đủ năng lực .Sóng hạ âm hoàn toàn có thể được tạo ra từ những nguồn tự nhiên hoặc tự tạo :

Mục lục nội dung

Phản ứng của động vật
[sửa|sửa mã nguồn]

Động vật đã được biết từ lâu hoàn toàn có thể cảm nhận sóng hạ âm đi qua mặt đất gây ra bởi những thảm họa vạn vật thiên nhiên và coi chúng như cảnh báo nhắc nhở. Một ví dụ gần đây là trận động đất và sóng thần Ấn Độ Dương 2004. Các báo cáo giải trình cho thấy động vật hoang dã đã rời bỏ khu vực vài giờ trước khi sóng thần ập vào bờ biển châu Á. [ 27 ] [ 28 ] Nguyên nhân thực sự vẫn chưa được xác lập ; vài quan điểm cho rằng đó là do ảnh hưởng tác động của sóng điện từ, không phải của sóng hạ âm khiến những loài động vật hoang dã chạy trốn. [ 29 ]Nghiên cứu năm 2013 bởi Jon Hagstrum của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ cho thấy bồ câu nhà dùng sóng hạ âm để điều hướng. [ 30 ]

Phản ứng của con người
[sửa|sửa mã nguồn]

20 Hz được xem là số lượng giới hạn thấp nhất mà người thông thường nghe được. Nếu sóng sin được tạo ra trong điều kiện kèm theo lý tưởng và tại âm lượng cao, người nghe hoàn toàn có thể xác lập được âm có tần số 12 Hz. [ 31 ] Con người cũng hoàn toàn có thể cảm nhận chu kỳ luân hồi đơn của âm dưới 10 Hz với cảm xúc màng nhĩ bị ép .Từ 1000 Hz, dải động của hệ thính giác giảm theo tần số. Hệ quả là chỉ một đổi khác nhỏ trong cường độ cũng dẫn đến sự đổi khác âm lượng từ nhỏ đến to. Kết hợp với sự phân rộng của ngưỡng nghe tuyệt đối trong số dân, một số ít người hoàn toàn có thể không nghe được, còn 1 số ít người hoàn toàn có thể nghe rõ âm có tần số rất thấp .Một điều tra và nghiên cứu chỉ ra rằng sóng hạ âm hoàn toàn có thể gây ra cảm xúc kinh sợ ở người. Có quan điểm cho rằng do không được tiếp đón một cách có nhận thức, nó hoàn toàn có thể khiến con người cảm thấy mơ hồ rằng hiện tượng kỳ lạ kì khôi hay siêu nhiên đang diễn ra. [ 32 ] Kĩ sư Vic Tandy đưa ra một lời lý giải trong tìm hiểu của ông những năm 1980. Tandy, trong lúc thao tác trong phòng thí nghiệm, khởi đầu cảm thấy không dễ chịu và rằng có điều gì siêu nhiên đang diễn ra với ông. Sau đó, ông cho rằng do một cái quạt sắt kẽm kim loại hỏng đã phát ra âm thanh khiến ông cảm thấy như vậy. Âm thanh đó không hề cảm nhận bằng tai người, nhưng khung hình của Tandy đã phản ứng với âm thanh ở 19 HZ. [ 33 ]Một nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Khoa học thần kinh Thính giác tại trường ĐH Sydney báo cáo giải trình vật chứng cho thấy sóng hạ âm hoàn toàn có thể tác động ảnh hưởng hệ thần kinh của một số ít người khi kích thích hệ tiền đình, và những thí nghiệm trên động vật hoang dã cho thấy ảnh hưởng tác động giống như say sóng .

Năm 2006 nghiên cứu về tác động của âm thanh phát ra từ các turbine gió lên khu dân cư gần bên, sóng hạ âm ghi nhận được được cho là gây ra sự khó chịu hay mệt mỏi, tùy thuộc vào cường độ, với ít chứng cứ ủng hộ tác động sinh lý của sóng hạ âm dưới mức tiếp nhận được của người.[34] Tuy nhiên, những nghiên cứu sau đó đã cho rằng sóng hạ âm không nghe được vẫn gây ra những tác động như đầy hơi, ù tai, và có thể gây rối loạn giấc ngủ.[35] Các nghiên cứu khác cũng đã đưa ra sự tương quan giữa mức độ tiếng ồn trong các turbine và sự rối loạn giấc ngủ ở khu dân cư gần đấy, đồng thời khẳng định rằng vai trò của sóng hạ âm trong hiện tượng này chưa được giải thích trọn vẹn.[36][37]

Xem thêm: Viber

Trong một nghiên của trường ĐH Ibaraki tại Nhật Bản, những nhà khoa học nói rằng điện não đồ cho thấy sóng hạ âm tạo ra bởi turbine gió ” được xem là một sự không dễ chịu so với những người thao tác gần một turbine gió tân tiến cỡ lớn. ” [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]

Thí nghiệm sóng 17 Hz Infrasonic
[sửa|sửa mã nguồn]

Ngày 31 tháng 5 năm 2003, một nhóm nhà khoa học Anh tổ chức một thí nghiệm quy mô lớn, cho 700 người nghe nhạc với sóng sine tại 17 Hz chơi ở mức “gần ngưỡng nghe được”, tạo ra bởi một loa siêu trầm gắn với hai phần một ống nước dài bảy mét. Buổi hòa nhạc thí nghiệm với tên gọi Infrasonic diễn ra tại Purcell Room với hai màn biểu diễn, mỗi màn gồm bốn bài nhạc. Hai bài trong mỗi buổi có âm 17 Hz chơi dưới nền nhạc.[41][42]

Ở buổi hòa nhạc thứ hai, những bài nhạc chứa âm 17 Hz được tráo để tác dụng thí nghiệm không tập trung chuyên sâu vào bất kể bài nhạc nào. Những người tham gia không được biết trước bài nhạc nào chứa âm 17 Hz. Âm này đã dẫn đến một lượng lớn ( 22 % ) người nghe cho biết cảm thấy không dễ chịu hay buồn rầu, cảm thấy ớn lạnh ở xương sống hay cảm xúc tò mò lo ngại hay sợ hãi. [ 41 ] [ 42 ]Khi những dẫn chứng này được đưa ra cho Thương Hội Khoa học Anh, Giáo sư Richard Wiseman nói ” Những hiệu quả này cho thấy âm thanh ở tần số thấp hoàn toàn có thể làm vài người có những thưởng thức lạ mắt dù họ không hề nhận thức được sự hiện hữu của sóng hạ âm. Một số nhà khoa học cho rằng hạ âm hoàn toàn có thể Open ở những nơi bị ám khiến con người có những cảm xúc kì quặc rồi gán nó với ma — điều tra và nghiên cứu của chúng tôi ủng hộ giả thiết này. ” [ 32 ]

Quan hệ với việc thấy ma[sửa|sửa mã nguồn]

Nhà tâm lý học Richard Wiseman của trường Đại học Hertfordshire cho rằng cảm giác lạ thường mà nhiều người gán với ma có thể bị gây nên bởi sự rung động hạ âm. Vic Tandy, nhân viên phòng thí nghiệm và giảng viên bán thời gian tại Đại học Coventry, cùng với Tiến sĩ Tony Lawrence của khoa tâm lý của trường đại học, viết một nghiên cứu năm 1988 với tên gọi “Những con ma trong Cỗ máy” cho Tạp chí của Hiệp hội Nghiên cứu Tâm linh. Nghiên cứu của họ cho rằng sóng hạ âm ở 19 Hz có thể là nguyên nhân cho một số trường hợp nhìn thấy ma. Tandy đang làm việc muộn một mình tại một phòng thí nghiệm ở Warwick, bỗng cảm thấy lo sợ và nhận ra một đốm xám ở khóe mắt. Khi Tandy quay mặt ra đốm xám đó, không có gì ở đó cả.

Ngày tiếp theo, Tandy đang làm một chiếc kiếm liễu, với tay cầm được giữ trong êtô. Tuy cây kiếm không hề chạm thứ gì, lưỡi dao mở màn rung động kinh hoàng. Tìm hiểu sâu hơn, Tandy nhận ra cái quạt thông gió đang phát ra sóng ở tần số 18.98 Hz, rất gần với tần số cộng hưởng của mắt được đưa ra là 18 Hz bởi NASA. [ 43 ] Tandy giả định rằng đây chính là nguyên do anh nhìn thấy ma — ông tin rằng đây là một ảo giác gây ra bởi sự cộng hưởng của mắt. Căn phòng dài đúng bằng 50% bước sóng, và cái bàn đặt ở giữa, từ đó gây nên sóng dừng tạo nên giao động của lưỡi kiếm. [ 44 ]

Tandy điều tra hiện tượng này kĩ hơn và viết một nghiên cứu tên Con ma trong Cỗ máy.[45] Ông tiếp tục điều tra ở một số địa điểm được cho là bị ma ám, gồm tầng hầm của Cục Thông tin Du lịch kế bên Nhà thờ chính tòa Coventry[46][47] và Lâu đài Edinburgh.[48][49]

Sóng hạ âm trong dò tìm kích nổ hạt nhân[sửa|sửa mã nguồn]

Sóng hạ âm là một trong vài kĩ thuật được dùng đễ xác lập nếu một vụ nổ hạt nhân vừa diễn ra. Một mạng lưới gồm 60 trạm sóng hạ âm, cùng với những trạm địa chấn và thủy âm, gồm Hệ thống giám sát quốc tế ( IMS ) để giám sát sự tuân thủ Hiệp ước Cấm thử Hạt nhân Toàn diện ( CTBT ). [ 50 ] Các trạm sóng hạ âm IMS gồm tám cảm ứng phong vũ biểu độ đúng mực cao và những bộ lọc khoảng trống sắp xếp theo một mảng bao trùm một vùng có diện tích quy hoạnh xê dịch từ 1 đến 9 km2. [ 50 ] [ 51 ] Bộ lọc khoảng trống là những ống bức xa được phong cách thiết kế để cân đối sự biến hóa áp đổi như rối loạn gió để cho ra hiệu quả đúng mực hơn. [ 51 ] Phong vũ biểu được làm để giám sát tần số thấp hơn khoảng chừng 20 Hz. [ 50 ] Sóng âm dưới 20 Hz có bước sóng dài và không dễ bị hấp thụ, được cho phép việc nhận dạng qua khoảng cách lớn. [ 50 ]Bước sóng hạ âm tự tạo hoàn toàn có thể Open qua việc kích nổ và hoạt động giải trí khác của con người, hoặc được tạo ra bởi hoạt động giải trí tự nhiên như động đất, thời tiết cực đoan, sấm sét và những nguồn khác. [ 50 ] Giống địa chất học pháp y, những thuật toán và những kĩ thuật lọc khác là thiết yếu để nghiên cứu và phân tích tài liệu và phân loại sự kiện để xác lập xem nếu một vụ nổ hạt nhân vừa diễn ra. Dữ liệu được truyền từ những trạm qua đường truyền bảo mật để được nghiên cứu và phân tích sâu hơn. Một chữ ký số được nhúng vào thông tin được gửi từ mỗi trạm để xác nhận. [ 52 ]

Dò tìm và đo đạc[sửa|sửa mã nguồn]

NASA Langley đã thiết kế và phát triển một hệ thống dò tìm hạ âm sử dụng để thực hiện những đo đạc bằng sóng hạ âm tại một địa điểm mà không khả thi trước đó. Hệ thống bao gồm một microphone tụ điện PCB Model 377M06, có đường kính màng 3 inch và một kính chắn gió nhỏ gọn.[53] Công nghệ điện cho ra tiếng ồn nền nhỏ nhất, bởi vì tiếng ồn Johnson tạo ra trong đồ điện tử (bộ tiền khuếch đại) được tối thiểu hóa.[53]

Xem thêm: Viber

Thiết kế của microphone khác với một mạng lưới hệ thống âm thanh thông thường ở tính năng lạ mắt của sóng hạ âm. Đầu tiên, hạ âm Viral qua khoảng cách lớn của khí quyển Trái đất, tác dụng của sự hấp thụ khí quyển thấp và ống dẫn khúc xạ được cho phép sự Viral bởi nhiều bước nhảy giữ bề mặt Trái đất và tầng bình lưu. Tính chất thứ hai đó là sự xuyên thẳng tốt của sóng hạ âm qua vật chất rắn – một đặc thù được sử dụng trong phong cách thiết kế và gia công của mạng lưới hệ thống kính chắn gió. [ 54 ]Từ đó mạng lưới hệ thống thỏa mãn nhu cầu vài nhu yếu về thiết bị đo đạc có lợi thế về âm thanh : ( 1 ) một microphone tần số thấp với tiếng ồn nền nhỏ, được cho phép xác lập tín hiệu mức thấp ; ( 2 ) một kính chắn gió nhỏ gọn được cho phép ( 3 ) sự tiến hành nhanh gọn của một mảng microphone. Hệ thống cũng gồm có một mạng lưới hệ thống thu tài liệu được cho phép dò tìm ở thời hạn thực, hình dạng và xác nhận của những nguồn tần số thấp. [ 54 ]Hiệp ước Cấm thử Hạt nhân Toàn diện sử dụng sóng hạ âm làm một trong những công nghệ tiên tiến giám sát, cùng với giám sát bằng địa chất, thủy âm, và nuclit phóng xạ khí quyển. Hạ âm to nhất từng được ghi nhận bởi mạng lưới hệ thống giám sát được tạo ra bởi thiên thạch Chelyabinsk năm 2013. [ 55 ]