Âm thanh từ một cây đàn guitar không đơn thuần chỉ là tiếng rung của dây đàn. Đó là một chuỗi các hiện tượng vật lý phức tạp, từ dao động cơ học đến sóng âm và cuối cùng là cảm nhận của thính giác. Vậy, chính xác thì âm thanh từ một dây đàn guitar được gảy truyền đến tai ta như thế nào?
Khi bạn gảy một dây đàn guitar, bạn cung cấp năng lượng cho nó, khiến nó dao động. Dao động này không chỉ giới hạn ở một điểm mà lan truyền dọc theo toàn bộ chiều dài của dây đàn. Tần số dao động của dây đàn (số lần rung động mỗi giây) quyết định cao độ của âm thanh bạn nghe thấy. Dây càng căng và càng ngắn, tần số dao động càng cao, và âm thanh càng cao.
Ngay lập tức, dây đàn dao động làm cho các phân tử không khí xung quanh nó bắt đầu dao động theo. Các phân tử này va chạm với các phân tử lân cận, truyền năng lượng và dao động ra xa nguồn âm. Quá trình này tạo ra một chuỗi các nén và giãn của không khí, hình thành nên sóng âm. Sóng âm là một dạng năng lượng lan truyền trong môi trường vật chất (trong trường hợp này là không khí) dưới dạng dao động.
Sóng âm này lan tỏa theo mọi hướng từ dây đàn rung động. Khi sóng âm đến tai bạn, chúng tác động lên màng nhĩ, một màng mỏng nằm sâu trong ống tai.
Màng nhĩ rung động theo tần số của sóng âm. Các rung động này được truyền qua chuỗi xương con (búa, đe và bàn đạp) trong tai giữa, khuếch đại các rung động này.
Từ tai giữa, rung động được truyền đến ốc tai, một cấu trúc hình xoắn ốc chứa đầy chất lỏng và các tế bào lông nhỏ xíu. Khi chất lỏng trong ốc tai rung động, nó kích thích các tế bào lông. Các tế bào lông khác nhau phản ứng với các tần số khác nhau của âm thanh.
Khi các tế bào lông bị kích thích, chúng tạo ra các tín hiệu điện được gửi đến não thông qua dây thần kinh thính giác. Não bộ giải mã các tín hiệu này và cho phép bạn cảm nhận được âm thanh, bao gồm cao độ, âm lượng và âm sắc (tính chất đặc trưng của âm thanh giúp phân biệt giữa các nhạc cụ khác nhau).
Tóm lại, quá trình âm thanh từ dây đàn guitar truyền đến tai ta là một chuỗi các biến đổi năng lượng và tín hiệu:
- Dao động: Dây đàn dao động tạo ra rung động cơ học.
- Sóng âm: Rung động của dây đàn tạo ra sóng âm lan truyền trong không khí.
- Tác động lên màng nhĩ: Sóng âm tác động lên màng nhĩ, làm màng nhĩ rung động.
- Truyền và khuếch đại: Rung động được truyền qua chuỗi xương con và khuếch đại.
- Chuyển đổi thành tín hiệu điện: Rung động đến ốc tai, kích thích tế bào lông và tạo ra tín hiệu điện.
- Giải mã bởi não bộ: Tín hiệu điện được gửi đến não, nơi chúng được giải mã thành âm thanh mà ta cảm nhận được.
Hiểu rõ quá trình này giúp ta trân trọng hơn vẻ đẹp của âm nhạc và sự kỳ diệu của thính giác.