Kaja

Kui ruum on väga suur, näiteks suurtes spordisaalides, kirikutes ja katedraalides, siis kulub peegeldunud heli kuulajani jõudmiseks rohkem aega ning esineb mitmekordse kaja efekt. Ruum näib heli võimendavat. Kaja nähtust esineb ka kaljude juures, mägedes ja metsas. Kuna heli kiirus õhus pole väga suur (heli ei levi silmapilkselt), siis tänu sellele on võimalik kaja tekkimine - peegeldunud helilaine jõuab kuulajani tagasi viivitusega.

Inimene suudab eristada kaja siis, kui heli viivitus on vähemalt 1/10 sekundit. Kuna heli kiirus tavalisel toatemperatuuril (umbes 20 °C) on umbes 343 m/s, siis heli peegeldava objekti kaugus peaks olema vähemalt 17,15 m heliallikast. Heli kiirus on umbes 343 m/s. Kui kaja kuuldub 2 sekundi pärast, siis heli peegeldav takistus peab asetsema 343 meetri kaugusel heli tekitajast. Heli levib 1 sekundi, et jõuda objektini, peegeldub sealt ja seejärel levib sama palju aega (1 s) tagasi heliallikani.

Kaja võib olla kasulik (nagu kajalood) või ebasoovitav (näiteks telefonisüsteemides).

Kajaloodi kasutatakse laevanduses merepõhja sügavuse ja reljeefi määramiseks. Kajaloodi saatja suunab merepõhja lühikese ultrahelisignaali. Heli peegeldub merepõhjalt kajaloodi vastuvõtjasse. Registreeritakse ajavahe väljasaadetud ja vastuvõetud signaalide vahel. Kuna heli kiirus vees on teada, siis saab automaatselt arvutada kauguse merepõhjani: kaugus = 0,5 x aeg x heli kiirus vees.

Animatsioonis tähistab rohelise laine liikumine ultrahelisignaali levimist. Heli levib heliallikast merepõhjani, peegeldub sealt ja jõuab helisignaali vastuvõtjasse. (Ultrahelisignaali liikumise kiirus on tegelikkuses tunduvalt suurem kui animatsioonis näidatud.)

Nahkhiirtel on kajaloodile sarnane nn sisseehitatud kajalokaator. Nad tekitavad häält, mille sagedus jääb ultraheli diapasooni ning nende kõrvad toimivad takistustelt peegeldunud heli vastuvõtjatena.

Või võtame äikese, kui lööb välku ja müristab. Kui heli leviks silmapilkselt, kostuks välguga üheaegselt lühiajaline kärgatus. Kuna heli levib teatud kiirusega, siis kostub kärgatus mingi aja pärast peale välgu nägemist. Heli peegeldub nii maapinnalt kui ka pilvedelt ning lühikese kärgatuse asemel kuuleme müristamist.

Autor: Ly Sõõrd