MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ

ZVUK

Veličiny charakterizující zvuk

A) VÝŠKA ZVUKU (TÓNU)

je určena jeho frekvencí

jednotka: Hertz (Hz)

Rozlišujeme veličiny:

Základní tóny:

Základní stupnice (c dur):

zajímavost: tóny v oktávě mají 2 x větší kmitočet (fc´= 2.fc)

B) BARVA ZVUKU (TÓNU)

charakterizuje složený tón počtem vyšších harmonických tónů

bez jednotky

pomocné pojmy:

vyšší harmonické tóny = tóny, jejichž frekvence je rovna celočíselnému násobku frekvence základního tónu

složený tón = tón složený z jednoduchého základního tónu a jistého počtu vyšších harmonických tónů, jejichž kmitočty jsou násobkem kmitočtu základního tónu

V PRAXI:

podle barvy zvuku můžeme subjektivně rozlišit dva složené tóny, které mají stejnou výšku, ale vydávají jej různé zdroje zvuku (např. stejné tóny hrané houslemi, klarinetem a pianem)

C) HLASITOST ZVUKU

je vlastnost subjektivního vjemu vyjadřující silové působení zvuku na normální sluch

jednotka: Bel (B)

Zvuková vlna = periodické rozpínání a stlačování pružného prostředí (vzduch, voda), projeví se jako periodické změny tlaku vzduchu

Hlasitost zvuku závisí na:

D) INTENZITA ZVUKU

veličina objektivně charakterizující sílu zvuku

jednotka: W/m2

I ... intenzita zvuku

ΔP ... výkon zvukového vlnění

ΔS ... plocha, na kterou zvukové vlnění dopadá

E) HLADINA INTENZITY ZVUKU

v praxi častější než intenzita

jednotka: decibel (dB)

L ... hladina intenzity zvuku

I ... zvýšená hodnota intenzity zvuku

I0 ... základní hodnota intenzity zvuku

I0 = 10-12 W/m2 (práh slyšení)

E) DALŠÍ VELIČINY A JEJICH JEDNOTKY V PŘEHLEDU

Zdroj dat v tabulce: 

MIKULČÁK, Jiří. Matematické, fyzikální a chemické tabulky a vzorce pro střední školy. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-719-6264-3. 

F) VNÍMÁNÍ ZVUKU LIDSKÝM UCHEM

PRÁH SLYŠENÍ

nejnižší hranice, kterou ucho vnímá 

(pod touto hranicí nic neslyšíme)

Δp = 10-5 Pa

P = 10-12 W

I0 = 10-12 W/m2

L = 0 dB

amplituda slyšitelného zvuku

10-11 m (nejslabší slyšitelný zvuk)

PRÁH BOLESTI

nejvyšší hranice, kterou ucho vnímá 

(její překročení vede k poškození sluchu)

Δp = 102 Pa

P = 1 W

I = 10 W/m2

L = 130 dB

amplituda slyšitelného zvuku

10-5 m (nejsilnější slyšitelný zvuk)

ZAJÍMAVOST 1 (Logaritmus)

Poměr největší a nejmenší hodnoty intenzity zvuku je 1012. (Obrovské číslo!) Proto se v praxi častěji využívá veličina hladina intenzity zvuku (L), která souvisí s intenzitou zvuku přes logaritmus.

ZAJÍMAVOST 2 (Orientační přehled hladin akustického tlaku)

Zdroj dat v tabulce: 

MIKULČÁK, Jiří. Matematické, fyzikální a chemické tabulky a vzorce pro střední školy. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-719-6264-3.