Me räägime kõrgest ja madalast helist. Näiteks lauljatest sopranid suudavad tekitada kõrgeid helisid ning bassid madalaid helisid. Aga miks on helid erineva kõrgusega?
Kordame joonlaua katset, muutes üle laua serva ulatuva joonlaua osa pikkust. Kindlasti märkate, et kui joonlaud on vaid veidi üle laua serva, kuuleme joonlaua võnkudes kõrget heli. Mida rohkem aga nihutame joonlauda üle laua serva, seda madalamat heli selle võnkudes kuuleme. Ühtlasi näeme, et mida lühem osa on laua servast üle, seda „kiiremini“ joonlaud võngub. Sellest joonlaua võnkumise „kiirusest“ heli kõrgus sõltubki. Kui joonlaud võngub kiiremini, on selle võnkesagedus suurem ning heli, mida kuuleme, kõrgem. Mida suurem on heliallika võnkesagedus, seda kõrgemat heli see tekitab.
Kõik võnkuvad kehad tekitavad heli, kuid inimene ei ole võimeline kõiki neid helisid kuulma. Madalaimaks helisageduseks, mida inimene kuuleb, loetakse 16 Hz ning kõrgeimaks sageduseks 20 000 Hz. Heli sagedusega alla 16 Hz nimetatakse infraheliks. Suurema kui 20 000 Hz sagedusega heli nimetatakse ultraheliks. Ultraheli täiskasvanud inimesed ei kuule, kuid on tõestatud, et imikud kuulevad ka ultraheli.
| Koeravile – inimesed seda ei kuule, kuna see tekitab ultraheli. | Saksofonide ja viiulite pered. Pildil on näidatud muusikariista pikkuse seos temast tuleva heliga. Iga muusikariista sagedusvahemik on tähistatud horisontaalse ribaga sageduste skaalal, milleks on kõige all asuv klaviatuur. Sagedus suureneb paremale poole. |
Lüües käega rahulikult trummi, tekib vaikne heli, kuid lüües trummi pihta kõvasti, tekib vali heli. Sagedus, millega trumm võnkuma hakkab, on mõlemal juhul sama, kuid see, millise amplituudiga trumm võnkuma hakkab, on erinev. Heli valjus ehk heliintensiivsus sõltub sellest, millise amplituudiga heliallikas võngub.
| Suurema amplituudiga võnkumine tekitab valjema heli. | Heli valjuse mõõtmiseks on igaühel võimalik oma nutitelefoni leida soblik rakendus (nt otsisõnaga soundmeter). Tuleb siiski tähele panna, et tihti ei näita need rakendused päris õiget väärtust ja usaldusväärsete tulemuste saamiseks tuleks rakendus kalibreerida. |
Heliintensiivsuse ühikuna kasutatakse kõige sagedamini detsibelli (dB). Keskmiselt hakkab inimene kuulma heli, mille valjus on 0 dB (see vastab rõhule 2 · 10-5 Pa). Vaikse häälega rääkides on heliintensiivsus umbes 20–30 dB. Kui heliintensiivus on suurem kui 130 dB, siis tekitab see inimese kõrvas valuaistingu – kõrvas asuv trummikile hakkab liiga suure amplituudiga võnkuma. Heli, mille valjus on 180 dB, loetakse inimese jaoks surmavaks.
Inimese kõrv on kaugelt tundlikum ja täiuslikum, samas ka keerukam seade kui mistahes mikrofon. Selles veendumiseks piisab, kui uurida alljärgnevat joonist. Siinkohal saame anda vaid väga ligikaudse kirjelduse sellest, mismoodi me helisid kuuleme. Hoidke ja säästke oma kuulmist – liiga vali heli, üldse igasugused kiired rõhu muutused võivad seda kahjustada. Ja kord juba tekkinud kahju on väga keeruline parandada.