Download
1 / 11
E N D
Petra Marcinášková, 2.D Akustika Zvuk môžeme vnímať len za určitých podmienok. Určite sa zhodneme, že musí existovať: zdroj zvuku, prostredie, ktorým sa šíri a zdravý sluch. Zjednodušene je zvuk kmitanie akejkoľvek hmoty. Hmotou (látkou) môže byť vzduch , voda, drevo, alebo ktorýkoľvek iný materiál. Prostredie, ktorým sa šíri zvukový rozruch od chvejúceho sa telesa k nášmu uchu, je najčastejšie vzduch. Faktom je, že jediné prostredie, ktorým sa zvuk nemôže šíriť, je vákuum.
Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku je chvejúce sa teleso... Ak je kmitanie zdroja zvuku pravidelné, vnímame tón, t.j. hudobný zvuk. Ak zvuk vzniká nepravidelným chvením telesa, vnímame ho ako hluk, napr. vrzanie, šramot, hukot a praskot. Pre zjednodušenie fyzikálnych úvah sa zvukové vlny sa často znázorňujú pomocou tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch. Ak si zvuk predstavíme ako vlnenie napr. na povrchu jazera, potom vlnová funkcia znázoňuje pohľad na vlny z boku a vlnoplocha pohľad zhora.
Vlnová dĺžka... Vlnová dĺžka je vodorovná vzdialenosť medzi dvoma za sebou idúcimi rovnocennými bodmi vlny. To znamená, že vlnová dĺžka je vodorovná dĺžka jedného cyklu vlny.
Perióda... Perióda je čas potrebný na jeden celý cyklus vlny ("časová dĺžka" cyklu vlny). Teda, perióda je množstvo času potrebné na to, aby vlna prešla vzdialenosť rovnú jednej vlnovej dĺžke.
Amplitúda... Amplitúda zvukovej vlny je graficky reprezentovaná maximálnou hodnotou vlnovej funkcie. Keď uvažujeme hlasný zvuk, vlna je vysoká a amplitúda veľká. Naopak, menšia amplitúda reprezentuje tichší zvuk.
Vyššie harmonické frekvencie... Vyššie harmonické frekvencie (vhf) sú tóny, ktorých frekvencie sú celočíslenými násobkami základnej frekvencie vlny. Napr. ak a je hrané na 440 Hz, frekvencie vhf budú 880 Hz, 1320 Hz atď. Vyššie harmonické frekvencie sú očíslované v poradí nárastu frekvencie. Teda, prvá harmonická je základná frekvencia, druhá je dvojnásobkom základnej atď.
Skladanie zvukových vĺn (interferencia)... Uvažujme situáciu: nech sú dva rovnaké zdroje umiestnené v rovnakej vzdialenosti od pozorovateľa (3 metre), a oba zdroje vydávajú rovnaký zvuk. Povedzme, že vlnová dĺžka zvukových vĺn je 1m. A nakoniec, zdroje vibrujú synchrónne (pohybujú sa naraz dopredu a späť). Vzhľadom na rovnakú vzdialenosť zdrojov, zhluky zvukovej vlny od jedného zdroja sa vždy v rovnakom okamihu stretávajú so zhlukmi z druhého zdroja. Rovnako to platí aj o zriedeniach. Jeden z princípov, ktoré platia pre zvuk je lineárna superpozícia.
Ohyb zvukových vĺn (interferencia)... Difrakcia (ohyb zvukovej vlny na prekážke) je jav charakteristický pre vlny všeobecne, nielen pre zvukové vlny. Ohyb vlnenia na prekážke je najvýraznejší , ak je rozmer prekážky porovnateľný s vlnovou dĺžkou vlnenia (1a). V inom prípade vzniká za prekážkou tzv. akustický tieň (1bc) - priestor kam sa vlnenie nedostane. Ak by ste stáli v oblasti akustického tieňa nepočuli by ste žiaden zvuk napriek tomu, že by na prekážku pred vami dopadal.
Odraz zvuku (reflexia)... Ak zvuk , ktorý sa šíri vzduchom narazí na prekážku, prekážka ho z časti pohltí, z časti sa od nej odráža a šíri sa vzduchom späť. Pri neveľkej prekážke sa zvuk šíri aj za ňu, nastáva ohyb. O odraze zvuku sa presvedčíme napr. pokusom podľa obrázka. Zvuk tikajúceho budíka naráža nad valcom na dosku a odráža sa od nej. Pri vhodnom sklone dosky zachytíme odrážané tikanie v istom smere sluchom najhlasnejšie.
Dopplerov jav... Dopplerov jav sa nazýva zmena vlnovej dĺžky (a teda frekvencie) elektromagnetických alebo akustických vĺn vyvolaná relatívnym pohybom zdroja a pozorovateľa. Názov získal podľa rakúskeho fyzika Christiana Johanna Dopplera, ktorý jav opísal v roku 1842. Pre priblíženie Dopplerovho javu nám môže slúžiť príklad plavca v mori. Ak plavec pláva v smere vĺn potom čas medzi prechodmi vrcholom vlny je dlhší ako keby stál na mieste. Analogicky ak by plával proti smeru vĺn tak by čas bol kratší (teda z jeho pohľadu by vlnová dĺžka bola kratšia ako skutočná dĺžka vlny). Zdroj vlnenia: a.) v kľude b.) v pohybe
Huygensov princíp... K každý bod vlnoplochy ( vlnoplocha postupného vlnenia je množina bodov, v ktorých má vlnenie v istom časovom okamihu rovnakú fázu ), do ktorého sa dostalo vlnenie v istom okamihu, môžeme pokladať za zdroj elementárneho vlnenia, ktoré sa z neho šíri v elementárnych vlnoplochách. Vlnoplocha v ďalšom okamihu je vonkajšia obalová plocha všetkých elementárnych vlnoplôch.
