Zvuk vlastnosti, prejavy a využitie

Zvuk
vlastnosti, prejavy a využitie

Jakub Forgács, III.C

Školský rok 2005 / 2006

20.5. – 28.5.2006, Horná Mičiná

OBSAH

ÚVOD 2

1.Charakteristika zvuku 3

1.1.Všeobecná charakteristika zvuku: 3

1.2.Zvukové vlny 4

1.3.Vlnová dĺžka 4

1.4.Perióda 5

1.5.Amplitúda zvukovej vlny 5

1.6.Vyššie harmonické frekvencie 5

2.Vlastnosti zvuku 7

2.1.Intenzita zvuku 7

2.2.Rýchlosť zvuku 8

2.3.Odraz a absorpcia 9

3.Využitie zvuku 10

3.1.Dorozumievanie sa 10

3.2.Hudba 10

3.3.Diagnostika chodu motorov 10

3.4.Signalizácia stavu zariadenie 10

3.5.Sirény 10

3.6.Zvony 10

3.7.Zdravotníctvo 10

3.8.Sonar 11

3.9.Echolokácia (ultrazvuk) 11

4.Zaujímavosti o zvuku 11

4.1.Dopplerov jav 12

4.2.Prvý záznam zvuku 12

4.3.Zvuky vo vesmíre 12

Záver 13

Zdroje informácií 14

ÚVOD

Žijeme vo svete plnom zvukov. Niektoré vznikajú prirodzene: hrmenie, šum vetra a iné sú reprodukované s určitým cieľom: spev vtákov, ľudská reč, plač, smiech, melódia piesne. Niektoré zvuky sú iba hlukmi - zvukmi, ktoré nás obťažujú a môžu nám spôsobovať zdravotné problémy a existujú dokonca zvuky, ktoré vnímať nemôžeme lebo ich frekvencia je pre naše ucho nepočuteľná, no sú pre náš život rovnako dôležité.

Tému zvuk som si zvolil z viacerých dôvodov:

1. 
   Zvuk je podľa mňa veľmi dôležitou súčasťou nášho života.
   

2. 
   Je to téma, ktorú som si ako projekt vybral aj preto lebo veľa ľudí ju považuje za nie veľmi zaujímavú a chcem ich presvedčiť o opaku.
   

3. 
   Vedomosti získané prácou na tomto projekte využijem vo svojom živote
   

1. Charakteristika zvuku

   1. Všeobecná charakteristika zvuku:

Zvuk je predmetom štúdia časti fyziky, presnejšie náuky o zvukovom vlnení a jeho šírení, ktorá sa nazýva akustika.

Dôvody a ciele záujmu o akustiku sú rôzne a práve podľa toho sa tento obor dá rozdeliť na niekoľko častí:

    1. Fyzikálna akustika - študuje spôsob vzniku a šírenie zvuku. Ďalej sa zaoberá jeho odrazom a pohlcovaním v rôznych materiáloch.

    2. Hudobní akustika - skúma zvuky a ich kombinácie s ukazovateľom na potreby hudby.

    3. Fyziologická akustika - sa zaoberá vznikom zvuku v hlasovom orgáne človeka a jeho vnímaním v uchu.
    4. Stavebná akustika - skúma dobré a nerušené podmienky počúvanosti hudby a reči v obytných miestnostiach a sálach.

5. Elektroakustika - sa zaoberá záznamom, reprodukciou a šírením zvuku s využitím elektrického prúdu.
 Akustika sa zaoberá aj vznikom, vlastnosťami a účinkami tzv. ultrazvuku (a infrazvuku), mechanického vlnenia s veľmi vysokou (pre infrazvuk nízkou) frekvenciou, na ktoré už ľudské ucho nereaguje.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Zvuk je kmitanie hmotných častíc, ktoré si navzájom prenášajú energiu a tým vyvolajú sluchový vnem => Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku je chvejúce sa teleso.
Zvuk môžeme vnímať len za určitých podmienok. Základnou z podmienok je, že musí existovať: zdroj zvuku, prostredie, ktorým sa šíri a zdravý sluch. 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. Potom naše uši zhromažďujú tieto vibrácie a umožňujú nám interpretovať ich.

Faktom je, že jediné prostredie, ktorým sa zvuk nemôže šíriť, je vákuum.

Ak je kmitanie zdroja zvuku pravidelné, vnímame tón, t.j. hudobný zvuk.

Ak zvuk vzniká nepravidelným chvením telesa, vnímame ho ako hluk.

Infrazvuk je mechanické vlnenie s frekvenciou nižšou ako 16 Hz. Vďaka dobrému šíreniu vo vode možno napr. zistiť „hlas mora”, ktorý pár hodín vopred predpovedá príchod vlnobitia – varovanie pre ryby a medúzy. Na človeka pôsobí škodlivo najmä vtedy, ak má frekvenciu rovnakú, akú má tlkot srdca. Tým, že ho nepočujeme, sme chránení pred mnohými zdrojmi hluku. Umožňuje mu to napr. pokojný spánok, lebo neregistruje vlastný krvný obeh.
Ultrazvuk je mechanické vlnenie s frekvenciou vyššou ako 20 kHz, takže ho sluchom nevnímame. Ultrazvuk však má významné uplatnenie v technickej praxi.

Pretože vlnová dĺžka ultrazvuku je veľmi malá, šíri sa prostredím priamočiaro a pri odraze od prekážok platí zákon odrazu. Praktické využitie je založené práve na týchto vlastnostiach. Súčasne sa uplatňuje jeho malá absorbcia v kvapalných a pevných látkach.

2. Zvukové vlny

Zvukové vibrácie môžeme cítiť napríklad keď si priložíte konček ukazováka na hrdlo a rozprávate, alebo sa dotknete zvončeka na bicykli keď zvoní.

Keď udrieme na bubon, bubon sa rozkmitá, rýchlo sa prehýna dopredu a dozadu. Kmitajúci bubon stláča molekuly vzduchu, pričom miesta zhusteného a zriedeného vzduchu sa pravidelne menia. V miestach, kde sú častice blízko pri sebe, sa tlak vzduchu o máličko zvýši a vytvára zhluky. V miestach, kde sú ďalej od seba, sa o máličko zníži a vytvára zriedenia. Pri bežnom rozhovore je táto zmena tlaku iba asi 0,01 Pa. To však stačí na vytvorenie zvukového vnemu. Samotné častice vzduchu pri zvuku nepostupujú, len nepatrne kmitajú sem a tam a tým si odovzdávajú - prenášajú energiu. Hovoríme, že vzduchom sa šíri zvuková vlna => Zvuková vlna je striedavé stláčanie a zrieďovanie vzduchu.

Zvukovú vlnu môžeme znázorniť pomocou tzv. vlnovej funkcie. Ak by bola látka v kľude (žiaden zvuk - žiadne mechanické vlnenie), hustota častíc by sa v látke nemenila tj. vlnová funkcia by vyzerala ako vodorovná os x.
Zvukové vlny sa často znázorňujú aj pomocou tzv. vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako vlnenie napr. na povrchu jazera, potom vlnová funkcia znázoňuje pohľad na vlny z boku a vlnoplocha pohľad zhora.

Každý cyklus zvuku obsahuje jeden zhluk (oblasť so zvýšeným tlakom) a jedno zriedenie (oblasť, kde je tlak menší ako normálny).

3. 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.

4. 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. Frekvencia zvukovej vlny vyjadruje počet cyklov, ktoré prejdú daným miestom za jednu sekundu.

 

Fyzikálnou jednotkou je 1 Hertz (1Hz) . Ak sa zdroj pohybuje "hore-dole" s frekvenciou 900 Hz, potom generuje každú sekundu 900 zhlukov a za každým z nich nasleduje zriedenie a spolu vytvárajú zvukovú vlnu, ktorej frekvencia je 900 Hz.

Frekvencia určuje výšku zvuku (tónu). Čím je frekvencia vyššia, tým je výška zvuku vyššia . Každý tón má svoju frekvenciu. V hudobnej akustike bol ako základný tón stanovený tón s frekvenciou 440 Hz (označenie a1, tzv. komorné á). V technickej praxi sa ako základný tón používa tón s frekvenciou 1 kHz (tzv. referenčný tón).

5. Amplitúda zvukovej vlny

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.

Hlasitosť zvuku popisujeme fyzikálnou veličinou intenzita zvuku. Vedeckou jednotkou intenzity zvuku v logaritmickej mierke je bel, značka B. V praxi sa používa 10-krát menšia jednotka - decibel (dB).     Rozsah intenzít zvuku, ktoré môžeme vnímať sluchom, je veľký. Najtichšiemu zvuku, ktorý ľudské ucho zaregistruje je priradená intenzita 0 dB. Táto hodnota sa nazýva aj prah počuteľnosti. Zvuku, ktorý môže poškodiť naše ucho, tzv. prah bolesti, odpovedá intenzita 120 dB. Ľudská reč má približne 60 decibelov.

Hlasitosť vnímaného zvuku závisí na : - ako silne bolo rozochvené teleso, ktoré je zdrojom zvukového rozruchu. Ak buchneme kladívkom slabo na ladičku, počujeme iba slabý, málo hlasný tón. Ak buchneme kladívkom za ináč rovnakých okolností silnejšie, počujeme podstatne hlasnejší tón. - od vzdialenosti zdroja zvuku od našeho ucha a od prostredia, ktorým sa zvukový rozruch k našemu uchu šíri. - na našom sluchovom ústrojenstve, ktoré nie je rovnako citlivé na všetky frekvencie tónov zachytiteľných sluchom. Ľudské ucho je najcitlivejšie na tóny o frekvenciách od 2-4 kHz.

6. Vyššie harmonické frekvencie

Aj keď klarinet a trúbka hrajú ten istý tón (rovnaká výška, rovnaká základná frekvencia), znejú veľmi odlišne. Túto odlišnosť charakterizuje farba tónu (kvalita tónu). Tieto dva hudobné nástroje sa líšia v množstve a type vyšších harmonických frekvencií.

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.

Grafy zvukových vĺn sa nazývajú vlnové priebehy, resp. vlnové funkcie. Vlnový priebeh tónu ladičky neobsahuje žiadne vhf, iba základnú frekvenciu.Vyššie harmonické tóny vytvárajú so základným tónom zložený zvuk s periódou, ktorá je zhodná s periódou základného tónu. Tento zložený zvuk náš sluch vníma ako jediný tón.


Každý nástroj produkuje vhf, ktorých odpovedajúca intenzita závisí od typu a výroby nástroja a spôsobu, akým naň muzikant hrá. Vlnová funkcia klarinetu obsahuje veľké množstvo tretej, piatej a siedmej vhf, a menšie množstvo druhej, štvrtej a šiestej vhf a samozrejme prvú harmonickú frekvenciu, základnú frekvenciu. Vlnová funkcia tónu trúbky pozostáva z veľkého množstva tretej vhf a niečo z druhej, štvrtej a piatej vhf, spolu so základnou frekvenciou.

Harmonická syntéza je spôsob, ako vzniká zvuková vlna z jej harmonických častí . Čím presnejšie priblíženie k vlnovému priebehu daného hudobného nástroja chceme dosiahnuť, tým viac vhf je potrebných pri syntéze zvuku daného nástroja. Elektronické hudobné nástroje používajú série vhf, ktorých rôzne amplitúdy sa dajú upraviť tak, aby mali tvar požadovanej vlnovej funkcie hudobného nástroja. Súčasné skupiny používajú vo svojej tvorbe veľmi často syntezátory, pretože zvuk, ktorý produkujú je takmer nerozpoznateľný od zvuku reálneho nástroja. Opak harmonickej syntézy je harmonická analýza, pri ktorej sa zvuk rozkladá na svoje zložky, tj. vhf. To vyžaduje komplexnú matematiku nazývanú Fourierova analýza (Jean Baptiste Joseph Fourier, francúzky matematik, ktorý študoval periodické funkcie).

2. Vlastnosti zvuku

   1. Intenzita zvuku

Zvukové vlny môžu prenášať viac alebo menej energie, podľa toho, aký má zdroj výkon. Slabý výkon dokáže zvuk vo vlne stláčať len málo a pretože vlna dostala len málo energie, môže vykonať len malú prácu. Veľký výkon vykoná práce viac. Môže rozkmitať okenné sklo, dokonca ho rozbiť. Množstvo energie zvukovej vlny určuje hlasitosť. Na meranie hlasitosti sa používa stupnica, pomenovaná podľa Alexandra Brahama Bella.

 

Hlasitosť zvuku popisujeme fyzikálnou veličinou intenzita zvuku. Jednotkou intenzity zvuku je bel, značka B. V praxi sa používa 10-krát menšia jednotka - decibel (dB). Rozsah intenzít zvuku, ktoré môžeme vnímať sluchom, je veľký. Najtichšiemu zvuku, ktorý ľudské ucho zaregistruje je priradená intenzita 0 dB. Táto hodnota sa nazýva aj prah počuteľnosti. Zvuku, ktorý môže poškodiť naše ucho, tzv. prah bolesti, odpovedá intenzita 120 dB. Ľudská reč má približne 60 decibelov.

Zvuk s intenzitou 100 dB je hodnota, ktorá začína poškodzovať vnútorné ucho. Spôsobuje postupné strácanie sluchu. Ak tento zvuk prestane, sluch sa síce ďalej nezhoršuje, ale už sa tiež nikdy nezlepší. 

Zdroj	Decibely	slovný opis
	0	prah počuteľnosti
Normálne dýchanie	10	zriedka počuteľné
Šum lístia	20
Šepkanie	30	veľké ticho
Knižnica	40
Tichá kancelária	50
Rozhovor	60
hromadná doprava	70
priemerná továreň	80	konštantná hladina hluku
Niagarské vodopády	90	ohrozenie sluchu
Vlak	100
Hluk na stavbe	120	prah bolesti
rockový koncert	130
Samopaľ	140
Štart lietadla	150
raketový motor	180

Zvlášť nebezpečné je počúvanie walkmenu ktorý síce nemá veľký výkon, ale pretože takmer všetok zvuk ide priamo do uší, hladina zvuku v uchu môže byť nebezpečne vysoká. Zvuk nad 130 dB spôsobuje silnú bolesť v ušiach a po niekoľkých minútach sa sluch natrvalo zhorší. Zvuk 150 dB pretrhne bubienok a spôsobí hluchotu. Takýto zvuk vzniká napríklad pri štarte raketoplánu.

Ľudia, ktorí sa pohybujú v hlučnom prostredí, si musia chrániť sluch chráničmi so špeciálnou výplňou, pohlcujúcou sluch.

Hlasitosť vnímaného zvuku závisí:

- ako silne bolo rozochvené teleso, ktoré je zdrojom zvukového rozruchu. Ak buchneme kladivkom slabo na ladičku, počujeme iba slabý, málo hlasný tón. Ak buchneme kladivkom za ináč rovnakých okolností silnejšie, počujeme podstatne hlasnejší tón.

- od vzdialenosti zdroja zvuku od nášho ucha a od prostredia, ktorým sa zvukový rozruch k nášmu uchu šíri Ak sa pohybujeme od zdroja zvuku, počujeme zvuk stále slabšie. 

Hlasitosť sa so vzdialenosťou zmenšuje. Zvuk so vzdialenosťou slabne, pretože sa rozbieha na všetky strany. Zvuk sa šíri v guľových plochách od zdroja zvuku.Takže vo väčšej vzdialenosti na tú istú plochu dopadne menej energie. Keď chceme zabrániť takémuto zoslabeniu hlasitosti , môžeme použiť napríklad trubicu. Ak budeme cez ňu hovoriť s kamarátom, budeme sa počuť hlasnejšie. Keď zvuk prechádza trubicou, nemôže sa rozbiehať. Od jej stien sa zvuk odráža stále dopredu. Dodnes sa takéto trubice používajú na lodiach, kapitán cez ne dáva príkazy do strojovne. Aj “ hlásna trúba” má ten istý účel.

Určite ste už videli fonendoskop - lekári ním počúvajú zvuky srdca, pľúc pri dýchaní a pod. Je to dutá trubica, ktorou sa zvuk dostáva priamo do zvukovodu lekára a tak lekár počuje aj zvuky nepatrnej hlasitosti.

- na našom sluchovom ústrojenstve, ktoré nie je rovnako citlivé na všetky frekvencie tónov zachytiteľných sluchom. Ľudské ucho je najcitlivejšie na tóny o frekvenciách od 2-4 kHz.
Vyskúšajte si sluch. Šepkanej reči by ste mali rozumieť zo vzdialenosti 6m, normálnej hlasnej reči zo vzdialenosti 10m. Vyskúšajte každé ucho zvlášť, druhé ucho si zapchajte. Ak dobre nepočujete, navštívte ušného lekára.

2. Rýchlosť zvuku

Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach rôznou rýchlosťou. Závisí to od vlastností daného prostredia. Zo všetkých skupenstiev (plynné, kvapalné, pevné) sa zvuk šíri najpomalšie plynom, rýchlejšie kvapalinou a najrýchlejšie pevnou látkou. Rýchlosť zvuku ovplyvňuje tiež teplota prostredia.

Plyny:

Ak sa pozrieme bližšie na vlastnosti plynov, vidíme, že len v prípade, keď sa molekuly zrážajú jedna z druhou, sa môžu hýbať zhluky a zriedenia zvukovej vlny. Z toho logicky vyplýva, že rýchlosť zvuku ako fyzikálna veličina má ten istý charakter ako stredná rýchlosť medzi dvoma po sebe idúcimi zrážkami molekúl.

Pri plyne je osobitne dôležité vedieť jeho teplotu. Je to preto, lebo pri vyšších teplotách sa molekuly zrážajú častejšie a tým umožňujú vzruchu (zvuku) šíriť sa rýchlejšie. Pri bode mrazu (0°C), sa zvuk šíri vzduchom rýchlosťou 331 m/s. Ale, pri 20°C (izbová teplota) sa zvuk šíri rýchlosťou 343 m/s.
Kvapaliny:

Zvuk sa v kvapalinách šíri rýchlejšie, pretože ich molekuly sú tesnejšie viazané. V čistej vode sa zvuk šíri rýchlosťou 1482 m/s. Je to štvornásobne viac ako vo vzduchu! Niektoré zo živočíchov žijúcich v oceánoch sa spoliehajú na zvukové vlny ako na prostriedok, ktorý im umožňuje komunikáciu s inými živočíchmi, lokáciu potravy a prekážok (echolokáciu). Dôvodom, prečo sú schopné efektívne využívať túto metódu komunikácie na veľké vzdialenosti, je fakt, že zvuk sa vo vode šíri veľmi rýchlo.

Pevné Látky:

Zvuk sa najrýchlejšie šíri pevnými telesami. Je to preto, že príťažlivé sily, ktorými navzájom pôsobia molekuly sú v pevnom skupenstve väčšie ako v kvapalinách, aj keď vzdialenosti medzi molekulami sa len málo líšia. Rýchlosť zvuku v oceli (5960 m/s) je viac ako 17-násobne vyššia ako vo vzduchu. Ale, tento fakt platí len pre väčšinu pevných látok. Rýchlosť zvuku vo všetkých pevných telesách nie je väčšia ako vo všetkých kvapalinách.

Iné príklady na šírenie sa zvuku v rôznych prostrediach:

Pod vodou je možné počuť nárazy kameňa alebo zvuk motorového člnu; chvenie trúbky pri odoberaní vody z vodovodného kohútika (prenáša sa potrubím tj. pevnou látkou, preto to počuť po celom dome); vlak prichádzajúci z veľkej vzdialenosti (zvukový rozruch sa prenáša koľajnicami) ...

Tabuľka rozdelenia rýchlosti zvuku podľa prostredia:

	Látka	teplota	Rýchlosť
Plyny
	Oxid uličitý	0	259
	Kyslík	0	613
	Vzduch	0	331
	Vzduch	20	343
	Hélium	0	965
kvapaliny
	Chloroform	20	1004
	Etanol	20	1162
	Ortuť	20	1450
	Voda	20	1482
Pevné látky
	Olovo	-	1960
	Meď	-	5010
	Sklo	-	5640
	Oceľ	-	5960

3. Odraz a absorpcia

Zvuky sa k nášmu uchu dostávajú nielen priamo, ale aj tak, že sa cestou odrazia od okolitých povrchov. Ucho vtedy zachytí zmes rôznych zvukov - toho pôvodného aj jeho ozvien. Ak si spievate v kúpelni, máte sýtejší a mohutnejší hlas ako vonku. Príčinou je odraz zvukových vĺn od hladkého a tvrdého povrchu kúpelne. Odrážajú sa podobne ako gumená loptička od steny. Zvuky sa však vždy neodrážajú. Ak narazia na mäkký povrch, napríklad čalúnenie, povrch ich pohltí (absorbuje) a neodrazia sa. 

Svetlo sa šíri priamočiaro. Ak sa niekto postaví medzi vás a televízor, nevidíte na obrazovku. Zvuk však počujete dobre. Svetlo prekážku neobíde, ale zvuk áno. Prečo?

 

Porozmýšľajme, ako sa správajú vlny na vode. Ak vodná vlna narazí na kôl, vrazený do dna rybníka, pokračuje ďalej . Kôl vlny nezadrží. Ak však narazí na loď, takú prekážku neobíde. Kôl je malá prekážka, hrúbku má len okolo desiatich centimetrov. To je omnoho menej ako dĺžka vĺn, ktoré sa šíria po hladine. Loď je omnoho väčšia, ako vlnová dĺžka vĺn. Rovnako pre vlny na vode ako aj pre zvukové vlny platí, že ak je prekážka menšia ako vlnová dĺžka vlny, vlny ju obídu. Ak je však väčšia, vlny sa za ňou nešíria.

 

Od hladkého a tvrdého povrchu sa zvuk odráža rovnako, ako sa odráža lopta od betónu alebo ako sa odrazia vlny na vode od brehu. Ak zatlieskame pred veľkou skalou alebo stenou, zvuková vlna sa odrazí a o chvíľu sa vráti naspäť - počujeme zatlieskanie ešte raz. To je známa ozvena. Ak sa zvuková vlna vráti skôr ako o 0,1 sekundy, rozlíšime len jeden zvuk. Ak je však skala od nás dosť ďaleko (aspoň 40m), oneskorí sa ozvena o celú slabiku aj viac. Potom počujeme, ako nám na naše volanie „odpovedá“.

 

Ak na vás niekto volá v telocvični alebo v krytom bazéne, ťažko mu rozumieť. Každý zvuk sa viackrát odráža od stien či vodnej plochy. Spôsob, akým sa zvuk odráža v nejakej budove, voláme akustikou budovy. Veľké budovy sú plné odrazov, najmä ak je v nich veľa holých povrchov. V koncertnej sále treba regulovať ozveny. Ak v nej nie je dostatočný dozvuk, hudobné tóny znejú nevýrazne. Ak je dozvuk priveľký, tóny sa navzájom miešajú. 

 

Aj divadlo musí byť postavené tak, aby diváci počuli každé slovo z javiska zreteľne. Aby sa potlačili mnohonásobné ozveny, steny hľadiska bývajú členité, s balkónmi a mnohými ozdobami. Na takých stenách sa väčšina zvuku pohltí. Strop však býva hladký a máva tvar obrátenej misy. Tá pôsobí ako „zvukové zrkadlo“, ktoré odráža zvuk z javiska k divákovi. Odrazený zvuk je oneskorený len nepatrne, preto neznižuje zrozumiteľnosť. Naopak, divák počuje hlasnejšie a tým aj lepšie. Ak sa hrá pod šírym nebom, kde táto odrazená vlna chýba, počujeme hercov slabo.

 

3. Využitie zvuku

   1. Dorozumievanie sa

Ľudská reč, spev, krik, plač, zvuky zvierat.

2. Hudba

Využitie v kultúre, liečebné metódy.

3. Diagnostika chodu motorov

Využitie zvuku v automobilovom priemysle na detekciu chýb motorov pomocou sluchu.

4. Signalizácia stavu zariadenie

Telefón, počítač, varovné signály pri chybe zariadenia.

5. Sirény

Hromadné varovné signály pri ohrození obyvateľov, sanitky, policajti, hasiči.

6. Zvony

Ohlasovanie omší, pohrebov, katastrof.

7. Zdravotníctvo

Fonendoskop - Diagnosika chorôb obehovej a respiračnej sústavy.

Ultrazvuk – Pozorovanie nenarodeného dieťaťa.

8. Sonar

Slovo sonar je odvodené z angličtiny zo slov SOund NAvigation Ranging - Zvuková navigácia. Sonar vyšle krátky zvukový signál, ktorý sa vodou šíri až ku dnu. Tam sa odrazí a vráti sa späť. Podľa času, ktorý uplynie od vyslania impulzu po zachytenie ozveny, môžeme určiť hĺbku dna. Sonar používajú aj rybárske flotily na vyhľadávanie húfov rýb , prieskumníci na vyhľadávanie vrakov lodí a pod. Ak zvuk narazí na mäkký povrch, energia zvuku sa pohltí podobne ako piesok pohltí pohybovú energiu lopty, ktorá naň dopadne. Ak zvuk prechádza mäkkým materiálom, trenie pohybujúcich sa častíc vytvára teplo. Pritom najväčšie pohltenie zvuku je na rozhraní materiálov. Preto najviac zvuku pohlcujú pórovité materiály ako vata, molitan ale aj koberce, záclony, kvety a pod. Ak dáme budík do kovovej, drevenej, molitanovej krabičky, budeme počuť jeho tikot rozdielne.

9. Echolokácia (ultrazvuk)

Termín echolokácia zaviedol v roku 1944 Donald R. Griffin. Echolokácia je používanie ozvien zvukov produkovaných určitými zvieratami za účelom detekcie (zistenia) prekážok a potravy. Zvieratá, ktoré používajú echolokáciu, žijú prevažne tam, kde je nedostatok svetla, alebo sú aktívne v nočných hodinách. Používanie echolokácie im umožňuje efektívne loviť korisť alebo vidieť v tme. Sú to napríklad netopiere, delfíny, niektoré druhy veľrýb, niekoľko druhov vtákov. Prvým krokom pri echolokácii je vydávanie zvuku. Vysoké frekvencie zabezpečia lepšiu rozpoznateľnosť cieľov ako nízke frekvencie. Nie každé zviera používa ultrazvuk na echolokáciu. Zvuky používané pri echolokácii sa môžu vytvoriť v hlasovej skrinke (voice box), ústach alebo inej časti hlavy. Potom, silne vyvinutý sluchový systém registruje vracajúce sa ozveny (zvuky, ktoré sa odrazili od predmetov). Aby echolokácia fungovala ako má, musí byť vyslaný zvuk zaregistrovaný mozgom, aby mohol byť neskôr porovnaný s jeho ozvenou.

Šírenie ultrazvuku prostredím sa používa k rôznym iným účelom. Napr. utlrazvukom je možné získať trvalé zmesi kvapalín, ktoré sú inak nezmesi. Ultrazvukom je možno zisťovať kazy v kovových odliatkoch. Používa sa taktiež k liečebným a diagnostickým účelom v lekárstve (kamene v ľadvinách, snímky rastu dieťaťa v tele matky a pod).

4. Zaujímavosti o zvuku

1. Dopplerov jav

Zmena frekvencie zvuku alebo elektromagnetického žiarenia, ako je svetlo, v prípade, že zdroj vlnenia sa pohybuje k pozorovateľovi, alebo od neho.

Príkladom Dopplerovho javu je kolísanie výšky tónu sirény prechádzajúcej sanitky. Keď sa auto približuje, zvukové vlny sa zhusťujú a výška tónu rastie. V prípade odchádzajúcej sanitky sú vlny redšie a výška tónu klesá.

2. Prvý záznam zvuku

Thomas Alva Edison zostrojil r. 1877 vo svojom laboratóriu Menlo Park fonograf, prvý prístroj, ktorý dokázal zaznamenať zvuk a potom ho opäť reprodukovať. Fonograf sa skladal z hrotu, membrány, telefónneho slúchadla a valčeka. Hlavnou časťou prístroja bol valček, ktorý mal na povrchu tenkú fóliu zo staniolu. Na staniol bola pritlačená ihla, spojená s membránou na konci kužeľa. Hovorením do kužeľa sa membrána prehýbala a vrývala ihlu do staniolu. Takto vznikol záznam zvuku. Ak sme si chceli tento záznam vypočuť, bolo treba dať ihlu na začiatok valčeka, priložiť ucho na kužeľ a kľukou valčekom otáčať.

3. Zvuky vo vesmíre

Vedci sú presvedčení, že vesmír je plný kakofónnych, hlbokých, ľudským uchom nepočuteľných zvukov. Hudba či presnejšie hudbe podobné zvuky sú v prírode všadeprítomné. Tento „blikajúci šum“, detegovali vedci aj v našej slnečnej sústave. Dokonca i naša Zem si „pohmkáva“ vlastnú melódiu. Analógie s hudbou môžeme nájsť vo všetkom: od morskej hladiny až po impulzy v mozgu človeka.

53 pozorovacích hodín sondy Chandra odhalilo zvuk, ktorý je viac ako milión miliárdkrát hlbší, ako môžeme počuť.Tento zvuk môže hrať kľúčovú úlohu pri objasňovaní zväčšovania kopy galaxií.

Záver

Zvuk je nenahraditeľnou súčasťou nášho života. Sprevádza nás už od narodenia.

Vďaka svojim vlastnostiam a charakteristickým znakom si nás nájde takmer vždy, všade tam, kam sa pohneme.

Aj napriek niektorým nepriaznivým účinkom má obrovské spektrum využitia, ktoré nám podstatne zľahčuje a zjednodušuje vykonávať mnoho činností. Zvuk má využitie v kultúre, zdravotníctve, priemysle, ako aj v bežnom živote.

Nudnejší, fádnejší a smutnejší. Presne taký by bol náš život bez hudby, bez slov – bez vyjadrených citov a myšlienok. Presne taký by bol náš život bez zvuku.

Zdroje informácií

- Ilustrovaná Encyklopédia Ľudskej Vzdelanosti, Reader’s Digest Výber, Bratislava 2001, ISBN 80-88983-11-8
- http://fyzika.utc.sk/~hockicko/semestralky/prace/p031/index2.php?text=cojezvuk.php
- http://greaty.host.sk/akustika/
- http://www.zssok.sk/ViMa/akustika.htm
- http://www.gjar-po.sk/~kacmarik2c