je těžké si představit svět bez zvuku, protože se na něj tolik spoléháme. Je to první věc, kterou slyšíme ráno, ať už jsou to ptáci nebo váš budík. Zvuk je všechno kolem nás-když lidé mluví, když sledujeme televizi nebo posloucháme hudbu atd. Může to být také poslední věc, kterou uslyšíte, než usnete, pokud je váš soused hlasitý nebo psi štěkají.

jak se zvuk pohybuje?

je to působivá věc, a přestože se otázka zdá jednoduchá, odpověď na ni je poměrně komplikovaná. Nejjednoduššími slovy, zvuk je energie vytvořená vibracemi.

je toho však mnohem víc, takže pokračujte ve čtení. Budeme mluvit o tom, co je zvuk, jak cestuje, co prochází nejlepším a mnohem více.

je to působivá věc, a přestože se otázka zdá jednoduchá, odpověď na ni je poměrně komplikovaná. Nejjednoduššími slovy, zvuk je energie vytvořená vibracemi.
je toho však mnohem víc, takže pokračujte ve čtení. Budeme mluvit o tom, co je zvuk, jak cestuje, co prochází nejlepším a mnohem více.

co přesně je zvuk?

mluvíme o energii produkované vibracemi. Přemýšlejte o tom, co se stane, když narazíte na buben. Jeho kůže vibruje tak rychle, že nutí vzduch vibrovat. Vzduch se pak pohybuje a přenáší energii všude kolem bubnu.

fyzický proces zvuku je to, co jej produkuje a vysílá vzduchem. Psychologický proces je to, co se děje v našem mozku a uších. Přeměňuje energii na to, co pak nazýváme hlukem, hudbou, řečí atd.

zvuk, podobně jako světlo, pochází z jeho zdroje. Rozdíl je v tom, že zvuk nemůže cestovat vakuem. Musí se pohybovat něčím, jako je sklo, vzduch,voda, kov atd.

věda za zvukem

zajímavé je, že zvuk, světlo a voda se chovají podobně. Všimli jste si někdy, jak plážové vlny nejsou nikdy stejné? Některé jsou větší, zatímco jiné mají větší sílu. Je to proto, že energie, která je nese, je často na různých úrovních.

totéž se děje se zvukem a světlem. Už jste někdy zkoušeli odrážet světlo ze zrcadla? Podobným způsobem můžete také odrážet vibrace, což je něco, co známe jako ozvěnu. Echo je energie, která putuje ke zdi, než se odrazí zpět a k vašim uším. Všichni víme, že echo se nestane hned po zvuku, protože to vyžaduje čas, aby energie cestovala.

jedna věc, kterou musíte pamatovat, je, že tyto vlny ztrácejí svou energii. To je důvod, proč můžete slyšet jen tak daleko a v klidných dnech počasí. Pokud jsou větry příliš silné, pravděpodobně nebudete slyšet hlučný klub na druhé ulici, i když to slyšíte dobře, když je počasí klidné. Je to proto, že vítr rozptyluje energii.

zvukové charakteristiky

jeho rychlost většinou závisí na okolních podmínkách a hustotě média. Médium může být tenké nebo silné, což pak určuje, jak rychle bude energie procházet. Frekvence je celkový počet vibrací produkovaných zdrojem.

zvukové vlny, které mají dlouhé vlnové délky, jsou ty, které známe jako low-pitch. Ti s krátkými vlnovými délkami jsou to, co známe jako high-pitch.

jak vzniká zvuk?

každý fyzický objekt způsobuje vibrace, když se pohybuje ve vzduchu. To vede k vytváření vln ve vzduchu, které pak pokračují v cestování jako forma zvuku.

stejně jako příklad bubnu, který jsme zmínili výše, naše hlasivky také vibrují, když mluvíme. Tato vibrace se děje ve vzduchu, pevných médiích a kapalině. Tyto vibrace mohou cestovat na velké vzdálenosti, což se děje s vlaky na ocelové železnici. Víte, jak můžete slyšet vlak blíží, i když je to ještě daleko? To vibrace.

jak se zvukové vlny pohybují?

vibrace se pohybují vzduchem rychlostí 343 m / s při pokojové teplotě. To jde až do 1482 m / s vodou a 5960 m / s ocelí. Pokud je to plynné médium, zvuk půjde pomalu, protože molekuly jsou volně vázány.

musí cestovat na velkou vzdálenost, v takovém případě se často srazí s jinými molekulami. Když je to pevné médium, atomy jsou mnohem pevně zabaleny, takže cestují rychle. Pokud je médium tekuté, fragmenty nebudou tak silně spojeny, takže vlny se nebudou pohybovat tak rychle jako přes pevná média.

rychlost zvuku

už jste někdy slyšeli o tom, že někdo říká, že letadlo prorazilo zvukovou bariéru? Víš, co to znamená?

to znamená, že letadlo šlo tak rychle, že předběhlo tyto vlny s vysokou intenzitou, které produkuje. Letoun pak vydává zvuk zvaný sonic boom. To je důvod, proč jeho zvuk přichází k vám, než někdy uvidíte letadlo na obloze.

neexistuje žádný způsob, jak zjistit, jak rychle cestuje. Vše záleží na médiu, protože se pohybuje různou rychlostí v kapalném, pevném a plynném médiu. Jeho rychlost závisí na tom, jak husté je médium.

hluk prochází ocelí asi 15krát rychleji než vzduchem a asi 4krát rychleji vodou než vzduchem. To je přesně důvod, proč ponorky používají SONAR a proč je téměř nemožné zjistit, odkud hluk pochází, pokud plavete v moři.

zvuk také cestuje různě různými plyny. Pokud je vzduch teplý, bude cestovat mnohem rychleji než ve studeném vzduchu. Také se pohybuje 3x rychleji v héliu než v běžném vzduchu. Znáte ty vtipné hlasy, kterými mluvíte, když dýcháte helium? To se děje proto, že vlny cestují rychleji a ve vyšší frekvenci.

jak slyšíme zvuk?

slyšíme ušima ve zdánlivě jednoduchém procesu, který je ve skutečnosti docela složitý. Působivý orgán nám umožňuje slyšet všechny druhy zvuků na různých frekvencích a vzdálenostech.

vlny se pohybují od vnějšího ucha a přes sluchový kanál. To způsobí, že ušní bubínek vibruje, což pak způsobí pohyb ossicles. Vibrace se pohybují s oválným oknem tekutinou ve vnitřním uchu, která pak stimuluje mnoho drobných vlasových buněk. Výsledkem je, že vibrace se transformují na elektrický impuls, který náš mozek vnímá jako zvuk.

jak zvuk prochází kapalinou?

zvuk se vždy pohybuje ve vlnách bez ohledu na to, zda prochází plynem, kapalinou nebo pevným médiem. Pohybují se částicemi, které se navzájem srazí. Je to dominový efekt, protože jedna částice zasáhne druhou stejným způsobem, jakým teplo cestuje také.

vlny nejdou v pevném vzoru ve vesmíru, pokud jde o cestování kapalinou. Vazba mezi molekulami je obvykle mnohem slabší a stále se láme a znovu se formuje. Jakmile je tlak alespoň trochu zvýšen, kapalina způsobí, že se částice pohybují do oblastí s nižším tlakem. Tyto molekuly pak tlačí ty, které již existují, což způsobuje růst tlaku v oblasti.

molekuly mají setrvačnost, takže obvykle jdou dále, než je zapotřebí k vyrovnání tlaku. Proces se opakuje, dokud vlny neodnesou energii. Nejlepším příkladem toho jsou vícenásobné vlny, které se rozprostírají od místa, kde spadnete do vody.

jak se zvuk pohybuje plynem?

plyny reagují podobně jako kapaliny. Protože jsou méně husté, plyny jsou stlačitelnější. Zvuk cestuje rychleji, když jsou materiály méně husté a stlačené. Změna stlačitelnosti má významnější vliv na vlnu než při změně hustoty.

Závěrem lze říci, že zvuk cestuje mnohem pomaleji plynem než kapalinami, i když je to stejná látka.

proč různé nástroje produkují různé zvuky?

pokud jste někdy přemýšleli o tom, co je zvuk a jak cestuje, pravděpodobně jste také přemýšleli o hudebních nástrojích. Všechny jsou v podstatě stejné a produkují zvukové vlny se stejnou frekvencí a amplitudou. Tak jak zní jinak?

většina lidí si myslí, jak jsou vlny identické, ale nástroje vibrují odlišně od sebe. Pravdou však je, že vlny nejsou totožné. Každý nástroj produkuje spoustu různých vln současně. Základní vlna je základní a ta, která má specifickou amplitudu a rozteč. Zvuky s vyšším sklonem jsou harmonické, známé také jako podtexty. Každý podtext má frekvenci, která je vyšší než základní.

to znamená, že každý nástroj vytváří vzor základních frekvencí a podtextů zvaných zabarvení. Kombinace těchto vln dává tvar, který vytváří jedinečný zvuk každého nástroje. Právě proto je každý nástroj jiný.

existuje další důvod a je to, že amplituda každé vlny se mění jedinečně každou sekundu. Flétna produkuje rychlé zvuky, které brzy zemřou, zatímco vibrace klavíru umírají pomalu, protože jejich budování trvá déle.

odraz

zvuk se vždy odráží od určitého povrchu ve stejném úhlu, jaký na něj dopadá. To nám umožňuje zaostřit zvuk se zakřivenými odrazy stejným způsobem, jakým používáme zakřivená zrcadla k zaostření světla.

museli jste slyšet o šeptajících galeriích, místnostech, kde můžete šeptat slovo v jednom bodě, které pak můžete slyšet na jiném místě docela daleko. Používáme odraz k zaostření zvuku, když mluvíme přes sevřené ruce a Megafon.

reflexe však může být vážným problémem v hledištích a koncertních sálech. Pokud hala není navržena správným způsobem, první slovo, které někdo řekne v mikrofonu, se může ozývat několik sekund. Pokud budou i nadále mluvit, každé slovo by se pak ozývalo a vytvořilo celý nepořádek. To se děje s hudbou stejně dobře.

problém je obvykle řešen pomocí materiálů pohlcujících zvuk používaných k pokrytí odrazných ploch. Akustické dlaždice, závěsy, tkaniny a mnoho dalších materiálů mohou pomoci. Všechny jsou porézní, což umožňuje vlnám proniknout malými vzduchem naplněnými prostory a odrazit se v nich, dokud se energie nevyčerpá.

je zajímavé, že některá zvířata také používají odraz zvuku pro echolokaci. Spoléhají se na sluch místo na zrak. Zvířata, jako jsou ozubené velryby a netopýři, mohou vydávat zvuky, které jsou mimo naše sluchové limity a vysoké jako 200 000 Hz. Netopýři mohou dokonce slyšet a lokalizovat komára, i když je v naprosté tmě.

refrakce

když vlna přechází z jednoho materiálu do druhého pod určitým úhlem, vždy mění rychlost. To způsobí, že se vlnoplocha ohýbá a nazývá se lom.

nejlepší způsob, jak to pochopit, je ve fyzikální laboratoři, kde používají balón ve tvaru čočky, naplní ho oxidem uhličitým a zaostří zvukovou vlnu.

difrakce

když vlny procházejí bariérou nebo kolem ní, její okraj se pak stává sekundárním zdrojem zvuku, který vysílá vlny stejně vlnové délky a frekvence.

tyto vlny se pak šíří kolem a my tomu říkáme difrakce. Jedná se o zábavný jev, protože nám umožňuje slyšet zvuky za rohy, i když zvukové vlny skutečně cestují v přímce.

Interference

k interferenci dochází při každé interakci vln. V sálech může rušení mezi zvuky vytvářet mrtvá místa, ve kterých je jasnost a hlasitost špatná. Může však zlepšit akustiku hlediště, pokud uspořádáte odrazné plochy, takže hladina zvuku se zvýší tam, kde sedí publikum.

když dvě vlny, které interferují, mají různé frekvence, vytvářejí tón střídavě klesající a rostoucí intenzity. Pulzy, které pak slyšíme, se nazývají beaty. To lze použít ke svému prospěchu a je to něco, co klavír soustružníci dělají po celou dobu. Upravují tón řetězce proti standardní ladičce, dokud již nebudete slyšet rytmus.

jak používáme zvuk?

zvuk má obrovskou roli v našich životech a je něco, na co se každý den spoléháme. Zvířata na něm pravděpodobně závisí ještě více, protože je používají k přežití. Vyměňují si zvuky, aby komunikovali nebo vyděsili možné hrozby a různé predátory.

lidé vyvinuli trochu více, takže používáme jazyk. Nicméně, každý jazyk a každé slovo je v podstatě zvuk, který používáme ke komunikaci.

existuje mnoho různých zvukových technologií a hudebních nástrojů, které produkují mnoho různých zvuků. Vyvinuli jsme také technologie, které nám umožňují nahrávat zvuky na MP3, kompaktní disky, paměťové karty atd.

lidé také používají vysokofrekvenční zvuky jinak známé jako ultrazvuk pro tolik věcí od čištění zubů až po kontrolu dítěte uvnitř dělohy.