Izvori zvuka zvučne vibracije zvuk. Zvučni valovi. Izvori zvuka. Karakteristike zvuka (Eryutkin E. S.)
Pročitajte također
Izvori zvuka. Zvučne vibracije
Čovjek živi u svijetu zvukova. Zvuk je za osobu izvor informacija. Upozorava ljude na opasnost. Zvuk u obliku glazbe, pjev ptica pruža nam zadovoljstvo. Uživamo slušajući osobu ugodnog glasa. Zvukovi su važni ne samo za ljude, već i za životinje, kojima dobro snimanje zvuka pomaže preživjeti.
Zvuk - To su mehanički elastični valovi koji se šire u plinovima, tekućinama, čvrstim tvarima.
Uzrok zvuka - vibracije (oscilacije) tijela, iako su te vibracije često nevidljive našim očima.
Izvori zvuka
- fizička tijela, koji fluktuiraju, t.j. drhti ili vibrirati s frekvencijom
od 16 do 20 000 puta u sekundi. Tijelo koje vibrira može biti čvrsto, kao što je struna
ili Zemljina kora, plinoviti, na primjer, mlaz zraka u vjetru glazbeni instrumenti
ili tekućina, kao što su valovi na vodi.
Volumen
Glasnoća ovisi o amplitudi vibracija u zvučnom valu. Jedinica jačine zvuka je 1 Bel (u čast Alexandera Grahama Bella, izumitelja telefona). U praksi se glasnoća mjeri u decibelima (dB). 1 dB = 0,1B.
10 dB - šapat;
20-30 dB
– norma buke u stambenim prostorijama;
50 dB– razgovor srednje jačine;
80 d B
- buka motora kamiona koji radi;
130 dB- prag boli
Zvuk iznad 180 dB može uzrokovati čak i puknuće bubnjića.
visoki zvukovi predstavljeni visokofrekventnim valovima – na primjer, pjev ptica.
tihi zvukovi su niskofrekventni valovi, kao što je zvuk motora velikog kamiona.
zvučni valovi
zvučni valovi To su elastični valovi koji uzrokuju osjet zvuka u osobi.
Zvučni val može putovati na razne udaljenosti. Topovska paljba čuje se na 10-15 km, rzanje konja i lavež pasa - na 2-3 km, a šapat je samo nekoliko metara dalje. Ti se zvukovi prenose zrakom. Ali ne samo zrak može biti provodnik zvuka.
Prislonivši uho na tračnice, možete čuti buku vlaka koji se približava mnogo ranije i na većoj udaljenosti. To znači da metal provodi zvuk brže i bolje od zraka. Voda također dobro provodi zvuk. Nakon što ste zaronili u vodu, jasno možete čuti kako kamenje kuca jedno o drugo, kako šljunak šumi tijekom surfanja.
Svojstvo vode - da dobro provodi zvuk - naširoko se koristi za izviđanje na moru tijekom rata, kao i za mjerenje morskih dubina.
Nužan uvjet za širenje zvučnih valova je prisutnost materijalnog okruženja. U vakuumu se zvučni valovi ne šire, jer nema čestica koje prenose interakciju iz izvora vibracija.
Stoga na Mjesecu, zbog izostanka atmosfere, vlada potpuna tišina. Čak ni pad meteorita na njegovu površinu promatrač ne čuje.
Zvuk putuje različitim brzinama u svakom mediju.
brzina zvuka u zraku- približno 340 m/s.
Brzina zvuka u vodi- 1500 m/s.
Brzina zvuka u metalima, u čeliku- 5000 m/s.
U toplom zraku brzina zvuka je veća nego u hladnom, što dovodi do promjene smjera širenja zvuka.
VILICA
- Ovo U obliku slova metalna ploča , čiji krajevi mogu oscilirati nakon što ga udare.
Objavljeno viljuška za podešavanje Zvuk je vrlo slab i može se čuti samo na maloj udaljenosti.
Rezonator
- drvena kutija, na koji se može pričvrstiti vilica za podešavanje, služi za pojačanje zvuka.
U ovom slučaju, emisija zvuka se događa ne samo iz vilice za podešavanje, već i s površine rezonatora.
Međutim, trajanje zvuka vilice za podešavanje na rezonatoru bit će kraće nego bez njega.
E X O
Glasan zvuk, reflektiran od prepreka, vraća se na izvor zvuka nakon nekoliko trenutaka, a mi čujemo jeka.
Množenjem brzine zvuka s vremenom proteklim od njegovog pojavljivanja do povratka, možete odrediti dvostruku udaljenost od izvora zvuka do barijere.
Ova metoda određivanja udaljenosti do objekata koristi se u eholokacija.
Neke životinje, na primjer šišmiši,
također koriste fenomen refleksije zvuka, primjenjujući metodu eholokacije
Eholokacija se temelji na svojstvu refleksije zvuka.
Zvuk - trčanje mehanički vol na i prenosi energiju.
Međutim, moć istovremenog razgovora svih ljudi na globus jedva više od snage jednog automobila "Moskvič"!
Ultrazvuk.
· Vibracije s frekvencijama koje prelaze 20 000 Hz nazivaju se ultrazvukom. Ultrazvuk se široko koristi u znanosti i tehnologiji.
Tekućina ključa pri prolasku kroz ultrazvučni val (kavitacija). To stvara hidraulički udar. Ultrazvuk može otkinuti komadiće s metalne površine i zgnječiti krute tvari. Tekućine koje se ne miješaju mogu se miješati ultrazvukom. Tako se pripremaju uljne emulzije. Pod djelovanjem ultrazvuka dolazi do saponifikacije masti. Perilice rublja temelje se na ovom principu.
· Široko upotrebljavan ultrazvuk u hidroakustici. Ultrazvuk visoka frekvencija voda ih vrlo slabo upija i mogu se proširiti na desetke kilometara. Ako na svom putu sretnu dno, santu leda ili drugo čvrsto tijelo, reflektiraju se i daju odjek. visoka snaga, visoki napon. Na ovom principu temelji se ultrazvučni ehosonder.
u metalu ultrazvuk razmazuje se gotovo bez upijanja. Metodom ultrazvučne lokacije moguće je otkriti najmanjih nedostataka unutar debelog komada.
Učinak drobljenja ultrazvuka koristi se za proizvodnju ultrazvučnih lemilica.
ultrazvučni valovi, poslani s broda, reflektiraju se od potonulog objekta. Računalo detektira vrijeme pojave jeke i određuje mjesto objekta.
· Ultrazvuk se koristi u medicini i biologiji za eholokaciju, za otkrivanje i liječenje tumora i nekih defekata u tjelesnim tkivima, u kirurgiji i traumatologiji za disekciju mekih i koštanih tkiva tijekom raznih operacija, za zavarivanje slomljenih kostiju, za destrukciju stanica (ultrazvuk velike snage).
Infrazvuk i njegov učinak na čovjeka.
Oscilacije s frekvencijama ispod 16 Hz nazivaju se infrazvukom.
U prirodi se infrazvuk javlja zbog vrtložnog kretanja zraka u atmosferi ili kao posljedica sporih vibracija različitih tijela. Infrazvuk je karakteriziran slabom apsorpcijom. Stoga se širi na velike udaljenosti. Ljudsko tijelo bolno reagira na infracrveno zvučne vibracije. Uz vanjske utjecaje uzrokovane mehaničkim vibracijama ili zvučnim valom frekvencije od 4-8 Hz, osoba osjeća pokret unutarnji organi, na frekvenciji od 12 Hz - napad morske bolesti.
Najveći intenzitet infrazvučne vibracije stvoriti strojeve i mehanizme s velikim površinama koji izvode niske frekvencije mehaničke vibracije(infrazvuk mehaničkog podrijetla) odn turbulentni tokovi plinovi i tekućine (infrazvuk aerodinamičkog ili hidrodinamičkog porijekla).
Grana fizike koja se bavi zvučnim vibracijama zove se akustika.
Ljudsko uho je dizajnirano na način da vibracije frekvencije od 20 Hz do 20 kHz percipira kao zvuk. Niske frekvencije(zvuk iz bas bubnja ili orguljske cijevi) uho percipira kao bas note. Zvižduk ili škripa komaraca odgovara visokim frekvencijama. Oscilacije s frekvencijom ispod 20 Hz nazivaju se infrazvuk, a frekvencijom preko 20 kHz - ultrazvuk.Čovjek ne čuje takve vibracije, ali postoje životinje koje prije potresa čuju infrazvuke koji dolaze iz zemljine kore. Čuvši ih, životinje napuštaju opasno područje.
U glazbi odgovaraju akustične frekvencije ali tamo. Nota "la" glavne oktave (tipka C) odgovara frekvenciji od 440 Hz. Nota "la" sljedeće oktave odgovara frekvenciji od 880 Hz. I tako se sve ostale oktave razlikuju po frekvenciji točno dvaput. Unutar svake oktave razlikuje se 6 tonova ili 12 polutonova. Svatko ton ima frekvenciju od yf2~ 1.12 različita od frekvencije prethodnog tona, svaki poluton razlikuje se od prethodne u "$2 . Vidimo da se svaka sljedeća frekvencija razlikuje od prethodne ne za nekoliko Hz, već za isti broj jednom. Takva ljestvica se zove logaritamski, budući da će jednaka udaljenost između tonova biti točno na logaritamskoj skali, gdje nije ucrtana sama vrijednost, već njen logaritam.
Ako zvuk odgovara jednoj frekvenciji v (ili s = 2tcv), tada se naziva harmonijskim ili monokromatskim. Čisto harmonijski zvukovi su rijetki. Gotovo uvijek, zvuk sadrži skup frekvencija, tj. njegov spektar (vidi odjeljak 8 ovog poglavlja) je složen. Glazbene vibracije uvijek sadrže temeljni ton cco \u003d 2n / T, gdje je T period, i skup prizvuka 2 (Oo, Zco 0, 4coo, itd. Skup prizvuka koji označava njihov intenzitet u glazbi naziva se tembra. Različiti glazbeni instrumenti, različiti pjevači koji udaraju istu notu imaju različite tembre. To im daje različite boje.
Moguća je i mješavina neviše frekvencija. U klasičnoj europskoj glazbi to se smatra disonantnim. Međutim, koristi se u modernoj glazbi. Koristi se čak i sporo kretanje bilo koje frekvencije u smjeru povećanja ili smanjenja (ukulele).
U neglazbenim zvukovima moguća je svaka kombinacija frekvencija u spektru i njihova promjena u vremenu. Spektar takvih zvukova može biti kontinuiran (vidi odjeljak 8). Ako su intenziteti za sve frekvencije približno isti, tada se takav zvuk naziva "bijeli šum" (izraz je preuzet iz optike, gdje bijela boja je ukupnost svih frekvencija).
Zvukovi ljudskog govora su vrlo složeni. Imaju složen spektar koji se brzo mijenja tijekom vremena kada izgovaraju jedan zvuk, riječ ili cijelu frazu. To daje glasovima govora različite intonacije i naglaske. Kao rezultat toga, moguće je razlikovati jednu osobu od druge po glasu, čak i ako izgovaraju iste riječi.
Zvuk je zvučni valovi koji uzrokuju vibracije najsitnijih čestica zraka, drugih plinova, kao i tekućih i čvrstih medija. Zvuk se može pojaviti samo tamo gdje postoji materija, bez obzira u kojem se stanju materije nalazi. U vakuumu, gdje nema medija, zvuk se ne širi, jer nema čestica koje djeluju kao propagatori zvučnih valova. Na primjer, u svemiru. Zvuk se može modificirati, modificirati, pretvarajući se u druge oblike energije. Dakle, zvuk se pretvara u radio valove ili u električna energija, mogu se prenositi na daljinu i snimati na informacijske medije.
Zvučni val
Kretanja predmeta i tijela gotovo uvijek uzrokuju vibracije u okolini. Nije bitno je li voda ili zrak. U tom procesu, čestice medija, na koje se prenose vibracije tijela, također počinju oscilirati. Generiraju se zvučni valovi. Štoviše, pokreti se izvode u smjerovima naprijed i natrag, progresivno zamjenjujući jedni druge. Stoga je zvučni val uzdužni. Nikada u njemu nema poprečnog kretanja gore-dolje.
Karakteristike zvučnih valova
Kao i svaki fizički fenomen, oni imaju svoje vrijednosti, s kojima možete opisati svojstva. Glavne karakteristike zvučnog vala su njegova frekvencija i amplituda. Prva vrijednost pokazuje koliko se valova formira u sekundi. Drugi određuje snagu vala. Zvukovi niske frekvencije imaju niske frekvencijske vrijednosti i obrnuto. Frekvencija zvuka se mjeri u hercima, a ako prelazi 20.000 Hz, tada se javlja ultrazvuk. U prirodi i svijetu oko nas ima dovoljno primjera niskofrekventnih i visokofrekventnih zvukova. Cvrkut slavuja, grmljavina, huk planinske rijeke i ostalo sve su to različite frekvencije zvuka. Vrijednost amplitude vala izravno ovisi o tome koliko je glasan zvuk. Glasnoća se, pak, smanjuje kako se udaljavate od izvora zvuka. Sukladno tome, amplituda je manja, što je val udaljeniji od epicentra. Drugim riječima, amplituda zvučnog vala opada s udaljenosti od izvora zvuka.
Brzina zvuka
Ovaj pokazatelj zvučnog vala izravno ovisi o prirodi medija u kojem se širi. Ovdje također značajnu ulogu igraju vlažnost i temperatura. U sredini vremenski uvjeti brzina zvuka je otprilike 340 metara u sekundi. U fizici postoji nešto kao što je nadzvučna brzina, koja je uvijek veća po vrijednosti od brzine zvuka. Ovo je brzina kojom se zvučni valovi šire kada se zrakoplov kreće. Zrakoplov putuje nadzvučnim brzinama pa čak i nadmašuje zvučne valove koje generira. Zbog postupnog povećanja pritiska iza zrakoplova nastaje udarni zvučni val. Zanimljivo i malo ljudi zna mjernu jedinicu takve brzine. Zove se Mach. Mach 1 jednak je brzini zvuka. Ako se val kreće brzinom od 2 Macha, tada putuje dvostruko brže od brzine zvuka.
Šumovi
NA Svakidašnjica ljudske postoje stalne buke. Razina buke se mjeri u decibelima. Kretanje automobila, vjetar, šuštanje lišća, preplitanje ljudskih glasova i drugih zvučnih šumova naši su svakodnevni suputnici. Ali ljudski slušni analizator ima sposobnost naviknuti se na takve zvukove. Međutim, postoje i takve pojave s kojima se čak ni adaptivne sposobnosti ljudskog uha ne mogu nositi. Na primjer, buka veća od 120 dB može uzrokovati osjećaj boli. Najglasnija životinja je plavi kit. Kada proizvodi zvukove, može se čuti na udaljenosti većoj od 800 kilometara.
Jeka
Kako nastaje eho? Ovdje je sve vrlo jednostavno. Zvučni val ima sposobnost odbijanja različite površine: od vode, od stijene, od zidova u praznoj sobi. Ovaj val nam se vraća, pa čujemo sekundarni zvuk. Nije tako jasan kao izvorni, jer se dio energije zvučnog vala raspršuje pri kretanju prema prepreci.
Eholokacija
Refleksija zvuka koristi se u razne praktične svrhe. Na primjer, eholokacija. Temelji se na činjenici da je uz pomoć ultrazvučnih valova moguće odrediti udaljenost do objekta od kojeg se ti valovi reflektiraju. Proračuni se provode mjerenjem vremena za koje će ultrazvuk doći do mjesta i vratiti se natrag. Mnoge životinje imaju sposobnost eholokacije. Na primjer, šišmiši, dupini ga koriste za traženje hrane. Eholokacija je našla drugu primjenu u medicini. U studijama pomoću ultrazvuka formira se slika unutarnjih organa osobe. Ova se metoda temelji na činjenici da se ultrazvuk, ulazeći u medij koji nije zrak, vraća natrag, formirajući tako sliku.
Zvučni valovi u glazbi
Zašto glazbeni instrumenti proizvode određene zvukove? Trzalice za gitaru, melodije klavira, niski tonovi bubnjeva i truba, šarmantan tanki glas flaute. Svi ovi i mnogi drugi zvukovi nastaju zbog vibracija u zraku ili, drugim riječima, zbog pojave zvučnih valova. Ali zašto je zvuk glazbenih instrumenata tako raznolik? Ispada da ovisi o nekoliko čimbenika. Prvi je oblik instrumenta, drugi je materijal od kojeg je napravljen.
Pogledajmo primjer žičanih instrumenata. Oni postaju izvor zvuka kada se žice dotaknu. Kao rezultat toga, oni počinju oscilirati i slati na okoliš različite zvukove. Nizak zvuk bilo kojeg žičanog instrumenta posljedica je veće debljine i duljine žice, kao i slabosti njezine napetosti. Obrnuto, što je struna jače rastegnuta, što je tanja i kraća, to je zvuk koji se dobiva kao rezultat sviranja veći.
Radnja mikrofona
Temelji se na pretvaranju energije zvučnih valova u električnu energiju. U ovom slučaju, jačina struje i priroda zvuka su u izravnom razmjeru. Unutar svakog mikrofona nalazi se tanka metalna ploča. Kada je izložen zvuku, počinje djelovati oscilatorna kretanja. Spirala na koju je ploča spojena također vibrira, što rezultira struja. Zašto se pojavljuje? To je zato što mikrofon također ima ugrađene magnete. Kada spirala vibrira između svojih polova, nastaje električna struja koja ide po spirali, a zatim do zvučnog stupca (zvučnik) ili do opreme za snimanje na informacijski medij (na kasetu, disk, računalo). Inače, slična struktura ima mikrofon u telefonu. Ali kako mikrofoni rade na stacionarnom i mobitel? Početna faza za njih je ista – zvuk ljudskog glasa prenosi svoje vibracije na ploču mikrofona, zatim sve ide gore opisanim scenarijem: spirala koja pri kretanju zatvara dva pola, stvara se struja. Što je sljedeće? Kod fiksnog telefona sve je manje-više jasno – kao u mikrofonu, zvuk, pretvoren u električnu struju, prolazi kroz žice. A što je s mobitel ili npr. s voki-tokijem? U tim slučajevima, zvuk se pretvara u energiju radio valova i udara u satelit. To je sve.
Fenomen rezonancije
Ponekad se takvi uvjeti stvaraju kada se amplituda oscilacija fizičkog tijela naglo poveća. To je zbog konvergencije vrijednosti frekvencije prisilnih oscilacija i prirodne frekvencije oscilacija objekta (tijela). Rezonancija može biti i korisna i štetna. Na primjer, za spašavanje automobila iz rupe, on se pokreće i gura naprijed-natrag kako bi se izazvala rezonanca i dala zamah autu. Ali bilo je slučajeva negativne posljedice rezonancija. Primjerice, u Sankt Peterburgu, prije stotinjak godina, srušio se most pod sinkroniziranim marširajućim vojnicima.
Izvori zvuka. Zvučne vibracije
Čovjek živi u svijetu zvukova. Zvuk je za osobu izvor informacija. Upozorava ljude na opasnost. Zvuk u obliku glazbe, pjev ptica pruža nam zadovoljstvo. Drago nam je čuti osobu ugodnog glasa. Zvukovi su važni ne samo za ljude, već i za životinje, kojima dobro snimanje zvuka pomaže preživjeti.
Zvuksu mehanički elastični valovi koji se šire u plinovima, tekućinama, čvrstim tvarima, koji su nevidljivi, ali ih percipira ljudsko uho (val utječe na bubnjić). Zvučni val je uzdužni val kompresije i razrjeđivanja.
Uzrok zvuka- vibracije (oscilacije) tijela, iako su te vibracije često nevidljive našim očima.
VILICA- Ovo Metalna ploča u obliku slova U, čiji krajevi mogu oscilirati nakon što ga udare. Objavljeno viljuška za podešavanje Zvuk je vrlo slab i može se čuti samo na maloj udaljenosti. Rezonator- za pojačavanje zvuka služi drvena kutija na koju se može učvrstiti vilica za podešavanje. U ovom slučaju, emisija zvuka se događa ne samo iz vilice za podešavanje, već i s površine rezonatora. Međutim, trajanje zvuka vilice za podešavanje na rezonatoru bit će kraće nego bez njega.
Ako stvorimo vakuum, hoćemo li moći razlikovati zvukove? Robert Boyle postavio je sat u 1660 staklena posuda. Kad je ispumpao zrak, nije čuo nikakav zvuk. Iskustvo to dokazuje potreban je medij za širenje zvuka.
Zvuk se također može širiti u tekućim i čvrstim medijima. Pod vodom se jasno mogu čuti udarci kamenja. Stavimo sat na jedan kraj drvena ploča. Stavljajući uho na drugi kraj, jasno možete čuti otkucaje sata.
Izvor zvuka je nužno oscilirajuće tijelo. Na primjer, žica na gitari ne zvuči u svom normalnom stanju, ali čim je natjeramo da oscilira, nastaje zvučni val.
Međutim, iskustvo pokazuje da nije svako tijelo koje vibrira izvor zvuka. Na primjer, uteg obješen na konac ne proizvodi zvuk. Izvori zvuka- fizička tijela koja osciliraju, t.j. drhti ili vibrirati frekvencijom od 16 do 20 000 puta u sekundi. Takvi valovi se nazivaju zvuk.Tijelo koje vibrira može biti čvrsto, poput žice ili zemljine kore, plinovito, kao što je mlaz zraka u puhačkim glazbalima, ili tekuće, kao što su valovi na vodi.
Oscilacije s frekvencijom manjom od 16 Hz nazivaju se infrazvuk. Oscilacije s frekvencijom većom od 20 000 Hz nazivaju se ultrazvuk.
Zvučni val(zvučne vibracije) su mehaničke vibracije molekula tvari (npr. zraka) koje se prenose u svemiru. Zamislimo kako se zvučni valovi šire u svemiru. Kao rezultat nekih smetnji (npr. kao posljedica vibracija membrane zvučnika ili žice gitare) koje uzrokuju kretanje i vibracije zraka u određenoj točki prostora, na tom mjestu dolazi do pada tlaka, budući da je zrak komprimiran tijekom kretanja, što rezultira nadtlak gurajući okolne slojeve zraka. Ti se slojevi komprimiraju, što opet stvara višak tlaka, utječući na susjedne slojeve zraka. Dakle, kao duž lanca, početna perturbacija u prostoru prenosi se s jedne točke na drugu. Ovaj proces opisuje mehanizam širenja zvučnih valova u prostoru. Tijelo koje stvara smetnju (vibraciju) zraka naziva se izvor zvuka.
Svima nama poznati koncept zvuk" znači samo skup zvučnih vibracija koje percipira ljudski slušni aparat. O tome koje vibracije osoba percipira, a koje ne, govorit ćemo kasnije.
Karakteristike zvuka.
Zvučne vibracije, kao i sve vibracije općenito, kao što je poznato iz fizike, karakteriziraju amplituda (intenzitet), frekvencija i faza.
Zvučni val može putovati na razne udaljenosti. Topovska paljba čuje se na 10-15 km, rzanje konja i lavež pasa - na 2-3 km, a šapat je samo nekoliko metara dalje. Ti se zvukovi prenose zrakom. Ali ne samo zrak može biti provodnik zvuka.
Prislonivši uho na tračnice, možete čuti buku vlaka koji se približava mnogo ranije i na većoj udaljenosti. To znači da metal provodi zvuk brže i bolje od zraka. Voda također dobro provodi zvuk. Nakon što ste zaronili u vodu, jasno možete čuti kako kamenje kuca jedno o drugo, kako šljunak šumi tijekom surfanja.
Svojstvo vode - da dobro provodi zvuk - naširoko se koristi za izviđanje na moru tijekom rata, kao i za mjerenje morskih dubina.
Nužan uvjet za širenje zvučnih valova je prisutnost materijalnog okruženja. U vakuumu se zvučni valovi ne šire, jer nema čestica koje prenose interakciju iz izvora vibracija.
Stoga na Mjesecu, zbog izostanka atmosfere, vlada potpuna tišina. Čak ni pad meteorita na njegovu površinu promatrač ne čuje.
Što se tiče zvučnih valova, vrlo je važno spomenuti takvu karakteristiku kao što je brzina širenja.
Zvuk putuje različitim brzinama u svakom mediju.
Brzina zvuka u zraku je približno 340 m/s.
Brzina zvuka u vodi je 1500 m/s.
Brzina zvuka u metalima, u čeliku je 5000 m/s.
U toplom zraku brzina zvuka je veća nego u hladnom, što dovodi do promjene smjera širenja zvuka.
Visina, ton i glasnoća
Zvukovi su različiti. Za karakterizaciju zvuka uvode se posebne veličine: glasnoća, visina i tembar zvuka.
Jačina zvuka ovisi o amplitudi oscilacija: što je veća amplituda titranja, to je zvuk glasniji. Osim toga, percepcija glasnoće zvuka u našem uhu ovisi o frekvenciji vibracija u zvučnom valu. Valovi viših frekvencija percipiraju se kao glasniji.
Jedinica jačine zvuka je 1 Bel (u čast Alexandera Grahama Bella, izumitelja telefona). Jačina zvuka je 1 B ako je njegova snaga 10 puta veća od praga čujnosti.
U praksi se glasnoća mjeri u decibelima (dB).
1 dB = 0,1B. 10 dB - šapat; 20–30 dB - standard buke u stambenim prostorijama;
50 dB - razgovor srednje jačine;
70 dB - buka pisaće mašine;
80 dB - buka motora kamiona koji radi;
120 dB - buka radnog traktora na udaljenosti od 1 m
130 dB - prag boli.
Zvuk iznad 180 dB može uzrokovati čak i puknuće bubnjića.
frekvencija zvuka Kutni val određuje visinu tona. Što je viša frekvencija vibracija izvora zvuka, to je veći zvuk koji on proizvodi. Ljudski glasovi su podijeljeni u nekoliko raspona prema njihovoj visini.
Zvuči iz različitih x izvora je skup harmonijskih oscilacija različitih frekvencija. Većina komponentiposljednja period (najniža frekvencija) naziva se osnovni ton. Ostale zvučne komponente su prizvuci. Skup ovih komponenti stvara bojuku, tembar zvuka. Ukupnost prizvuka u glasovima različitih ljudi je barem malo, ali različita,ovo definira ton th glas.
Prema legendi, Pitago p sve poredane glazbene zvukove u nizu, razbijanjeovaj niz na dijelove - oktave, - i
oktava - na 12 dijelova (7 glavnihnovo i 5 polutonova). Ukupno ima 10 oktava, obično se za izvođenje glazbenih djela koristi 7-8 oktava. Zvukovi s frekvencijom većom od 3000 Hz ne koriste se kao glazbeni tonovi, previše su oštri i prodorni.
Ima puno toga oko nas izvori zvuka: glazbeni i tehnički instrumenti, ljudske glasnice, morski valovi, vjetar i drugo. zvuk, ili na neki drugi način zvučni valovi- to su mehaničke vibracije medija s frekvencijama od 16 Hz - 20 kHz(vidi § 11-a).
Uzmite u obzir iskustvo. Postavljanjem budilice na jastuk ispod zvona Zračna pumpa, primijetit ćemo: kucanje će postati tiše, ali će se i dalje čuti. Nakon što smo ispumpali zrak ispod zvona, uopće ćemo prestati čuti zvuk. Ovo iskustvo potvrđuje da se zvuk širi zrakom, a ne u vakuumu.
Brzina zvuka u zraku je relativno velika: kreće se u rasponu od 300 m/s na –50°S do 360 m/s na +50°S. To je 1,5 puta više od brzine putničkog zrakoplova. Zvuk putuje mnogo brže u tekućinama i u čvrste tvari- čak i brže. U čeličnoj tračnici, na primjer, brzina zvuka je » 5000 m/s.
Pogledajte grafikone fluktuacija tlaka zraka na ustima osobe koja pjeva glasove "A" i "O". Kao što možete vidjeti, oscilacije su složene, sastoje se od nekoliko oscilacija koje se međusobno preklapaju. U isto vrijeme, jasno vidljivo osnovne fluktuacije,čija je frekvencija gotovo neovisna o izgovorenom zvuku. Za muški glas, to je otprilike 200 Hz, za ženski - 300 Hz.
l max = 360 m/s: 200 Hz » 2 m, l min = 300 m/s: 300 Hz » 1 m.
Dakle, duljina zvučnog vala glasa ovisi o temperaturi zraka i osnovnoj frekvenciji glasa. Sjećajući se našeg znanja o difrakciji, shvatit ćemo zašto se glasovi ljudi čuju u šumi, čak i ako ih zaklanja drveće: zvukovi valnih duljina od 1-2 m lako se savijaju oko debla drveća promjera manjeg od jednog metra.
Napravimo pokus koji potvrđuje da su izvori zvuka doista oscilirajuća tijela.
Uzmimo uređaj vilica- metalna praćka postavljena na kutiju bez prednje stijenke za bolje zračenje zvučnih valova. Ako čekićem udarite po krajevima vilice za podešavanje, ispustit će se "čist" zvuk tzv. glazbeni ton(na primjer, nota "la" prve oktave s frekvencijom od 440 Hz). Pomaknimo zvučnu vilicu za kameru na laganu kuglicu na niti i ona će odmah odskočiti u stranu. To se događa upravo zbog čestih kolebanja krajeva praćke vilice.
Razlozi o kojima ovisi frekvencija vibracija tijela su njegova elastičnost i veličina.Što je veća veličina tijela, to je niža frekvencija. Stoga, primjerice, slonovi s velikim glasnicama ispuštaju niskofrekventne zvukove (bas), a miševi, čije su glasnice puno manje, emitiraju zvukove visoke frekvencije (škripanje).
Ne samo kako će tijelo zvučati, već i kako će uhvatiti zvukove i reagirati na njih ovisi o elastičnosti i veličini. Fenomen naglog povećanja amplitude oscilacija kada se frekvencija vanjskog utjecaja podudara s prirodnom frekvencijom tijela naziva se rezonancija (lat. “razumno” - odgovaram). Napravimo pokus da promatramo rezonanciju.
Postavimo dvije identične vilice za ugađanje jednu do druge, okrećući ih jednu prema drugoj na onim stranama kutija gdje nema zidova. Udarite čekićem u lijevu viljušku za podešavanje. U sekundi ćemo ga prigušiti rukom. Čut ćemo da se oglasi druga kamera, koju nismo udarili. Kažu da je prava vilica za ugađanje rezonira odnosno zahvaća energiju zvučnih valova iz lijeve vilice za podešavanje, uslijed čega povećava amplitudu vlastitih oscilacija.