אינטרמצו עם אהבל

החודש שלחתם אלינו שתי שאלות שקשורות לגלי קול, ואנחנו מניחים שזה יותר טוב משתי שאלות שקשורות ללחם פומפרניקל. נתחיל בזאת ששיגר אלינו יגאל, שמאייש - הו כן - את עמדת הקלרינט בתזמורת הקאמרית הישראלית: "ידוע ששאיפת הליום גורמת לקול גבוה וצפצפני, אבל מה יקרה אם אשאף הליום ואז אנגן?". ובכן, יגאל, התשובה הקצרה היא שהקלרינט יוציא קול גבוה וצפצפני ואתה תצא דפקט. אבל יש לנו מדור שלם למלא, אז הכנו לך גם תשובה קצת יותר מפורטת.

הליום משפיע על צליל הקלרינט (וגם על זה של כל כלי נשיפה אחר, כן?) בדיוק מאותה סיבה שהוא גורם לקול שלנו להישמע גבוה: הצפיפות שלו נמוכה מזאת של האוויר, ולכן גלי קול נעים דרכו מהר יותר. הגרון משמש כרמקול מאד סלקטיבי: האורך שלו קובע איזה גלי קול יוגברו יותר ואיזה פחות. כשיגאל שואף הליום ומנסה לדבר, גלי הקול נעים מהר יותר, והתוצאה דומה לזאת שהיינו משיגים אילו הגרון היה קצר בחצי: הגלים בעלי התדירות הגבוהה מוגברים יותר, וכשהם מגיעים לאוזן שלנו, היא מתרגמת אותם לצליל גבוה ומעצבן.

קלרינט, לצורך העניין, הוא מעין גרון ארוך מלאכותי. בקצה שלו יש כפיס עץ גמיש ודק שמשמש מיתר קול מלאכותי, וכשיגאל נושף עליו, הוא רועד ומייצר גלי קול שנעים לאורך הכלי. ככל שהגלים נעים למרחק גדול יותר בקלרינט, מתקבל צליל נמוך יותר. כדי להשיג את הצליל הרצוי, נגן הקלרינט פותח וסוגר נקבים שמפוזרים לאורך הכלי, וככה מקטין או מגדיל את המרחק שאליו מגיעים גלי הקול. ומה יקרה אם יגאל ינשוף לתוך הקלרינט שלו הליום במקום אוויר? פשוט מאוד: גלי קול ינועו מהר יותר לאורך הכלי, ויתקבל צליל גבוה וחריג שבוודאי ייחשב לשיגוע לא נורמלי בקרב חבריו לתזמורת.

"טוב, לפחות הפעם לא נעלו אותי בשירותים"

כעת נפנה לשאלה של הקורא שי, שביקש לדעת למה בלון שמתפוצץ משמיע קול פיצוץ. הלכנו לשאול בעצתו של ניר להב, סטודנט לתואר שני בפיזיקה מאוניברסיטת בר־אילן, והוא הסביר לנו שהמקור לקול הפיצוץ הוא באוויר הדחוס שממלא את הבלון. "לחץ האוויר בתוך בלון גבוה מהלחץ שבחוץ", אמר ניר, "אבל כשהוא מתפוצץ, הפרשי הלחצים על מעטפת הגומי הדקה גורמים לגל של רטיטות שיוצא מפני השטח שלו ומתפשט בחלל החדר במהירות הקול". עד כאן זה נשמע כמו תשובה טריוויאלית לשאלה טיפשית, אבל מתברר שזה עוד לא הכל. "גל ההדף מתפשט משני צידי הבלון באותה מהירות לכל הכיוונים, כך שלאוזן שלנו מגיעים למעשה שני גלי קול: בהתחלה זה שהשתחרר מהצד הקרוב של הבלון, ומיד אחריו זה שיצא מצידו השני".

אתה מבין, שייקה? מה שאתה שומע כצליל פיצוץ הוא בעצם האפקט של שני גלי הדף שמכים בעור התוף בהפרש של כאלפית השנייה, ושהמוח מפרש כצליל יחיד בתדירות של כאלף הרץ. באופן דומה, טיפת מים קטנה שמתפוצצת באמבטיה משמיעה צליל דק וגבוה, כי הפער בין גלי הקול שמגיעים משני צידי הטיפה הוא קטן מאוד. ואנחנו עדיין לא מאמינים ששיכנענו מישהו שאשכרה מבין משהו להסביר לנו את זה.

ודביל במישור החוף

הקורא טל רוצה לדעת למה חם לו בקיץ. נחשו כמה מטומטמות היו השאלות שלא נכנסו החודש

"אם חום הגוף של אדם בריא הוא כ־37 מעלות, כלומר חם יותר מהסביבה גם ברוב ימי הקיץ, למה כל כך קשה לנו בחום כזה?". זאת השאלה של הקורא טל שחם, והתשובה היא שאנחנו סובלים מחום בעיקר בגלל שאנחנו מייצרים אותו בעצמנו: תאי הגוף והמוח פשוט עובדים בלי הפסקה, ומשחררים הרבה אנרגיית חום לסביבה שלהם.

עודד שפיר, דוקטורנט להנדסה ביו־רפואית בטכניון, אומר שאם הגוף לא היה מצליח להיפטר מהאנרגיה הזאת, הוא היה מגיע לטמפרטורה של 43 מעלות צלזיוס תוך שעות מעטות, ובתוך שנה לטמפרטורה העולה על זאת ששוררת על פני השמש - ולא שהיית יודע מזה, טל, כי היית מתפגר כבר ביום הראשון. "רוב אנרגיית החום נפלטת דרך העור או ההפרשות", מסביר עודד, "אבל ככל שטמפרטורת הסביבה נמוכה מטמפרטורת הגוף, כך קל יותר לסלק את החום העודף".

מה שקורה כשטמפרטורת הסביבה עולה זה שהפרש הטמפרטורות קטן יותר, והגוף מתקשה להיפטר מעודפי החום.

למזלנו פיתחנו במהלך האבולוציה קולטנים מיוחדים - או תרמו־רצפטורים - שמדווחים למוח על טמפרטורת העור, ומפעילים את פעמוני האזהרה כשהיא גבוהה מדי. מכיוון שמערכות סילוק החום של הגוף פועלות באופן אידיאלי בסביבות ה־24 מעלות צלזיוס, הקולטנים האלה מתחילים לצרוח הרבה לפני 37 מעלות, ואז המוח מודיע לנו שחם ושולח אותנו לקונן על זה שנולדנו פה באפריקה.