ZVUK obr.2

Vznik zvuku• akustika – fyzika, která se zabývá zvukem

• zvuk vzniká kmitáním (chvěním)

pružných těles obr.1

Kmitání

amplituda

rovnovážná poloha

okamžitá výchylka

• amplituda – největší výchylka

• okamžitá výchylka – aktuální vzdálenost od

rovnovážné polohy

Kmitavý pohyb

1) závaží se vychýlí z rovnovážné polohy, až

dosáhne amplitudu

2) vrací se zpět do rovnovážné polohy

3) vychyluje se z rovnovážné polohy na opačnou

stranu a zase dosáhne amplitudu

kmit – pohyb sem a tam

pokus: zavěsíme kuličku na provázek a

provedeme ukázku kmitavého pohybu

Perioda

• doba jednoho kmitu

• doba potřebná k tomu, aby se systém dostal

zpět do výchozího stavu

• udává dobu trvání jednoho opakování

periodického děje

• označení: T

• jednotka: s

• periodický děj – děj, který se po určitém čase

opakuje

Frekvence

• udává počet kmitů za sekundu (počet period za 1s)

• označení : f

• výpočet : f = počet kmitů : čas (v sek.)

f = 1 : T

• jednotka : Hz 1 Hz = 1 kmit : 1 s

• grafický průběh periodických dějů má tvar

sinusoidy

Slyšitelná frekvence

• f < než 20 Hz - neslyšíme téměř nic

• f > 20 Hz - slyšíme hluboký tón

• f se zvětšuje - slyšíme stále vyšší tón

• f > 20 000 Hz - již neslyšíme (příliš vysoký tón)

• slyšíme tóny mezi 20 Hz až 20 000 Hz

obr.3

Zdroj zvuku, rozdělení zvuku

• zdroj zvuku – tělesa, která vydávají zvuk

• zvuky pravidelné (hudební) - způsobené

pravidelným kmitáním

př. jednoduché tóny obr.4

• zvuky nepravidelné – (nehudební) - způsobené

nepravidelným kmitáním

př. šumot, hřmění, bouchnutí obr.5

Šíření zvuku• zvuk se šíří látkovým prostředím v důsledku

zřeďování a zhušťování částic látky, kterou

prochází = podélné vlnění (zhušťování a

zřeďování ve směru šíření vlnění) obr.6

• mechanické vlnění se šíří pouze v pružných

látkách

př. kámen do vody, klasy v obilí ve větru

• !!!!! zvuk se nešíří ve vakuu

Rychlost šíření zvuku

• ve vzduchu je 340 m/s - za normálního tlaku a

teploty 20°C

• šíří se rychleji v látkách, které mají částice blíže

u sebe (pevné látky a kapaliny) obr.7

př. kaučuk 40 m/s

oxid uhličitý 259 m/s

voda 1 500 m/s

led 3 250 m/s

ocel 5 000 m/s

sklo 5 200 m/s

Odraz zvuku obr.8

• zvukové vlny se odrážejí od překážek

ozvěna → zvuková vlna se odrazí a za chvíli k nám dorazí zpátky (pokud je odrazová plocha dál než 17 m)

dozvuk → původní a odražený zvuk spolu splývají (odrazová plocha je blíže než 17 m)

pozn. člověk rozliší 2 zvukové signály 0,1 sekundy po sobě

obr.9

• využití : koncertní sály, nahrávací studia

tón, výška, barva zvuku• tón – zvuk vznikající pravidelným chvěním

- u každého tónu rozeznáváme výšku, barvu, hlasitost obr.10

• výška tónu – dána frekvencí zvuku

infrazvuk – zvuk o f < 20 Hz

- zkoumání struktury a vlastností nitra Země

ultrazvuk – zvuk o f > 20 kHz

- defektoskopie, lékařství, odstranění nečistot

• barva tónu – určena složením zvuků

Hlasitost zvuku

• síla zvuku (každý člověk slyší jinak)

• závisí na : obr.11

- energii, kterou vydává zdroj zvuku

- vzdálenosti mezi uchem a zdrojem zvuku

- na prostředí, kde se zvuk šíří

• zvuk se částečně pohlcuje při průchodu

prostředím (část energie se mění na teplo) →

snižuje se jeho hlasitost

Jednotka hlasitosti• udává hladinu intenzity zvuku• jednotka : decibel dB1 dB – přibližně nejmenší stupínek hlasitosti, který

dokážeme uchem rozeznatpř. 20 dB - šumění listí

60 dB - hlasitý rozhovor obr.12

70 dB - osobní auto120 dB - rockový koncert130 dB – začíná bolest, po několika minutách

se sluch trvale zhorší140 dB – tryskové letadlo, trvalé poškození

sluchu

Hluk a ochrana před ním

• hluk – zvuk, který vyvolává nepříjemný a rušivý

sluchový vjem; tvořen hlavně nepravidelnými

zvuky obr.14

• ochrana

• odstranit příčinu (tlumiče)

• zvuková izolace (bariéry, obaly)

• chrániče sluchu (sluchátka) obr.13

• zvětšování vzdálenosti od zdroje

pozn. existují normy pro omezení zvuku

CitacePoužité obrázky :

obr.2,3,4,5,7,8,9,10,11,12,13,14 - majitelem práv Microsoft.

[cit. 2012-04-10]. Dostupný pod licencí Microsoft Office 2010 (viz

http://explore.live.com/microsoft-service-agreement?mkt=cs-

cz&CTT=114) na WWW: <http://office.microsoft.com/cs-

cz/images/>.[/quote]

[cit. 2012-04-10]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW:

obr.1

http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Simple_harmonic_oscillator.gif

obr.6 http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Podelna_vlna.gif