Zvuk a zvukové vlnění

Obsah

šíří se pomocí média – vzduchu
podmínkou vzniku zvuku je nějaký pohyb → částečky kmitají ve frekvencích, které člověk vnímá jako zvuk
to, co se šíří, nejsou pohyby molekul, ale poruchy tlaku – tzv. vzruchová vlna
když se částečky přiblíží, vzniká lokální zvýšení tlaku
→ vzduch je systém hustšího a řidšího tlaku

Definice zvuku:

"Podélné kmitání elastického prostředí, které je způsobené pohybem zdroje zvuku. Kmitání musí být v rozsahu slyšitelných frekvencích"

zvuk je mechanické vlnění, potřebuje prostředí → nešíří se ve vakuu (na rozdíl od světla)
všechny zvuky se dají rozložit na soustavu sinusoid

- značka: T

- jednotka: sekunda

- značka: f

- jednotka: Herz

- f = 1/T

oktáva má 12 půltónů (= ST / semitone) = 2f (tzn., že tón o oktávu výše má 2× vyšší frekvenci)

amplituda – vyjadřuje sílu zvuku – nakolik se zdroj vychyluje z rovnovážné polohy

- max. amplituda

- rozkmit („peak-to-peak“)

- amplituda neříká nic o tom, jak se zvuk vnímá (max. amplituda může být stejná, ale časem se zmenšuje × zůstává stejná)

→ efektivní amplituda (ang. rms = „root mean square“) – zprůměrovaná síla → lepší popis

- je vlastností média

- zákl. hodnota = 330 m/s (asi milionkrát pomalejší než světlo) – asi v 0°C v 0 m.n.m.

- v normálním prostředí asi 340 m/s

- ve vokálním traktu asi 350 m/s (v héliu ještě rychleji)

- v kapalných látkách rychleji a v pevných nejrychleji

- λ (délková jednotka) = T * c

- frekvence udává, kolik vln se v sekundě nachází na délce 340 m

zvuk se šíří všemi směry stejně rychle → kulová vlnoplocha (její body kmitají se stejnou fází)
každý bod vlnoplochy je zdrojem elementárního vlnění
všechny body se vyruší a vzniká nová vlnoplocha
modeluje zvuk přes překážky a kolem nich
→ protihlukové zábrany: vysoká frekvence se šíří jen nahoru (dole je stín), nízká i dolů za překážku
zvukový stín – kam za překážkou nepronikne zvuk
vlnoplocha – plocha, kam dorazí zvuková vlna

- na jejím povrchu je shodné kmitání

Změna vlnové délky způsobená pohybem zdroje zvuku.

síla zvuku závisí na poloze zdroje a pozorovatele
když stojí dva posluchači na různých stranách zdroje, slyší stejně
když dva posluchači stojí a zdroj mezi nimi jede směrem k jednomu, ten slyší silněji a vyšší tóny
pokud rychlost zdroje (letadlo, pistole, bič) překročí rychlost zvuku, šíří se vlny až za ním → „obaly“ vln se sečtou a až dorazí k posluchači, ten slyší akustický třesk (projde jím Machova linie)