Kaiku

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tämä artikkeli kertoo signaalin heijastumisesta. Muista merkityksistä katso täsmennyssivu.

Kaiku tarkoittaa signaalin, esimerkiksi äänen, kuulemista tai radiosignaalin vastaanottamista alkuperäisen signaalin viivästyneenä kopiona. Kaiun aiheuttaa tavallisimmin signaalin heijastuminen kahden aineen tai faasin rajapinnasta, kuten rakennusten seinistä, metsän reunasta tai kahden eritiheyksisen väliaineen, esimerkiksi kahden ilmakerroksen rajalta.

Mytologiassa kaiku henkilöitiin. Kreikkalaisessa tarustossa tunnettiin Ekho ja suomalaisessa Kaiutar.

Tyypillisesti ääni etenee ilmassa joka suuntaan kulkevina palloaaltoina. Siten kuulija kuulee ensin ne ääniaallot, jotka ovat tulleet hänen korvaansa suoraan äänilähteestä. Myöhemmin hän voi kuulla myös muuhun suuntaan lähteneen mutta jostakin rajapinnasta heijastuneen äänen, kaiun.

Ääni noudattaa yleisiä heijastuslakeja. Jos heijastuspinta on kohtisuorassa äänen etenemissuuntaa vastaan, puhuja voi kuulla omat sanansa kaikuna. Tällöin heijastuspinnan on kuitenkin oltava niin etäällä, että sana on lausuttu loppuun äänen palatessa. Jos tähän tarvitaan noin 50 millisekuntia ja kun äänen nopeus ilmassa on noin 340 metriä sekunnissa, voidaan laskea, että pienin tällainen etäisyys on noin 17 metriä tavua kohtilähde?. Siten kaiku vaikuttaa pienillä etäisyyksillä ääntä vahvistavasti, suuremmissa huoneissa taas häiritsee kuulemista, koska puhutut tavut kaksinkertaistuvat.

Kaikuja voidaan käyttää hyväksi etäisyyden ja nopeuden mittauksessa, esimerkiksi kaikuluotauksessa, ultraäänikuvauksessa ja tutkassa. Heijastavan kohteen etäisyys voidaan mitata lähetetystä signaalista havaitun kaiun saapumisajan perusteella ja kohteen nopeus havaitaan Dopplerin ilmiön avulla kaikusignaalin taajuuden muuttumisena.

Analogisissa puhelinyhteyksissä voi esiintyä kaikuja, jos päätelaitteen vastaanottama signaali heijastuu takaisin vastakkaiseen suuntaan. Ilmiö on selvästi havaittavissa satelliittiyhteyksillä, joissa radioaaltojen edestakainen kulkuaika geostationaarisen satelliitin kautta on noin puoli sekuntia.

Musiikissa käytettävä kaikulaite lisää signaaliin tarkoituksellista kaikua. Kaikulaite voi hyödyntää nauhasilmukkaa, tai laite voi olla kokonaan elektroninen.

Analogisissa ääninauhoituksissa saattaa esiintyä kaikuja, jotka aiheutuvat signaalin kopioitumisesta nauhakelalla vierekkäisiin nauhakerroksiin.

Digitaalisessa äänen pakkauksessa saattaa syntyä niin sanottuja esikaikuja, jotka aiheutuvat siitä, että signaalin käsittely levittää signaalia aikatasossa.[1]

Kokonaan oma kaikulajinsa on ydinmagneettisessa resonanssissa (NMR) esiintyvä spin-kaiku.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Kuulon malleihin perustuva audiokoodaus (PDF) (Sivu 4 (Ruutu 14)) Viitattu 12.4.2011. (suomeksi)