3. ZVUKOVÉ JEVY 3.1. ZDROJE ZVUKU

Podobné dokumenty
Tedy: Zdrojem zvuku je libovolné kmitající nebo chvějící se pružné těleso.

Fyzika_9_zápis_6.notebook June 08, Akustika = část fyziky, která se zabývá ZVUKEM (vznikem zvuku, vlastnostmi zv., šířením zv., lid.

Fyzikálními ději, které jsou spojeny se vznikem zvukového vlnění, jeho šířením a vnímáním zvuku sluchem se zabývá akustika.

DUM označení: VY_32_INOVACE_... Jméno autora výukového materiálu: Ing. Jitka Machková Škola: Základní škola a mateřská škola Josefa Kubálka Všenory

Zvukové jevy. Abychom slyšeli jakýkoli zvuk, musí být splněny tři základní podmínky: 1. musí existovat zdroj zvuku

ZVUKOVÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.28 EU OP VK. Šíření zvuku

1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, Kladno, FYZIKA. Kapitola 8.: Kmitání Vlnění Akustika. Mgr. Lenka Hejduková Ph.D.

VY_32_INOVACE_FY.18 ZVUKOVÉ JEVY

Zvukové jevy ZVUKOVÉ JEVY. Kmitání a vlnění. VY_32_INOVACE_117.notebook. June 07, 2012

Zvuk a jeho vlastnosti

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Vlnění. vlnění kmitavý pohyb částic se šíří prostředím. přenos energie bez přenosu látky. druhy vlnění: 1. a. mechanické vlnění (v hmotném prostředí)

Mechanické kmitání. Def: Hertz je frekvence periodického jevu, jehož 1 perioda trvá 1 sekundu. Y m

DUM č. 14 v sadě. 10. Fy-1 Učební materiály do fyziky pro 2. ročník gymnázia

25 - Základy sdělovací techniky

Akustika. Teorie - slyšení. 5. Přednáška

Druh učebního materiálu Anotace (metodický pokyn, časová náročnost, další pomůcky )

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast. Vlnění, optika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0307 Anotace

ČÍSLO PROJEKTU: OPVK 1.4

VLASTNOSTI ZVUKU A ZVUKOVÝCH ZÁZNAMŮ

Mechanické kmitání a vlnění

1 Zvukové jevy. 1.1 Co je to zvuk. 1.2 Šíření zvuku prostředím. 1.3 Výška tónu. 1.4 Ucho jako přijímač zvuku

Taje lidského sluchu

Měření hlasitosti zvuku. Tematický celek: Zvuk. Úkol:

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Akustika. Teorie - slyšení. 5. Přednáška

ZVUK METODICKÝ LIST KMITÁNÍ, VLNĚNÍ, AKUSTIKA. Tematický okruh ZVUK. Učivo. Ročník 8., 9. 3 vyučovací hodiny. Časová dotace. Klíčové kompetence

Infrazvuk a ultrazvuk

Fyziologická akustika. fyziologická akustika: jak to funguje psychologická akustika: jak to na nás působí

Problematika hluku z větrných elektráren. ČEZ Obnovitelné zdroje s.r.o.

Měření hlasitosti zvuku. Tematický celek: Světelné a zvukové jevy. Úkol:

Akustické vlnění. Akustická výchylka: - vychýlení objemového elementu prostředí ze střední polohy při vlnění

Šíření a vlastnosti zvuku

Akustika. Autor: Mgr. Jaromír JUŘEK Kopírování a jakékoliv další využití výukového materiálu je povoleno pouze s uvedením odkazu na

Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i., 2016 ISBN

Obsah. 1 Vznik a druhy vlnění. 2 Interference 3. 5 Akustika 9. 6 Dopplerův jev 12. přenosu energie

AKUSTIKA. Tón a jeho vlastnosti

Zvuk a jeho vlastnosti

Akustika. Teorie - slyšení

KMITÁNÍ A VLNĚNÍ. Kmitavý pohyb je pravidelně se opakující pohyb tělesa kolem rovnovážné polohy (stálé).

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. x m. Ne čas!

MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ VLASTNÍ KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Akustické vlnění

4. Akustika. 4.1 Úvod. 4.2 Rychlost zvuku

(test version, not revised) 16. prosince 2009

Smysly. Biologie dítěte. Zrak Sluch Čich Chuť Hmat

III. ZVUKOVÉ VLNĚNÍ Zdroje zvuku

Kmitání mechanického oscilátoru Mechanické vlnění Zvukové vlnění

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Vlnění

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření akustických projevů (hluk, akustický tlak, šíření v prostředí

HLUK. Cílem pokusu je měření hladiny hluku způsobeného ohřevem vody v rychlovarné konvici z počáteční teploty do bodu varu pomocí zvukového senzoru.

Měření zvuku. Judita Hyklová. První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové, s r.o. Brandlova 875, Hradec Králové

Akustika a optika. Fyzika 1. ročník. Vzdělávání pro konkurenceschopnost Inovace výuky oboru Informační technologie. Mgr.

KMITÁNÍ A VLNĚNÍ. Kmitavý pohyb je pravidelně se opakující pohyb tělesa kolem rovnovážné polohy (stálé).

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Přednáší Kontakt: Ing. Michal WEISZ,Ph. Ph.D. Experimentáln. michal.weisz.

08 - Optika a Akustika

DUM č. 8 v sadě. 10. Fy-1 Učební materiály do fyziky pro 2. ročník gymnázia

METODIKY & PRACOVNÍ LISTY. Akustika PROJEKT VĚDA A TECHNIKA NÁS BAVÍ! BYL PODPOŘEN:

Číslo šablony III/2 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_F.6.20 Autor Stanislav Mokrý Vytvořeno Fyzika 2. - Mechanické kmitání a vlnění

4.1.5 Jedna a jedna může být nula

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Zvuk a akustika. Helena Uhrová

Vlnění, optika mechanické kmitání a vlnění zvukové vlnění elmag. vlny, světlo a jeho šíření zrcadla a čočky, oko druhy elmag. záření, rentgenové z.

Zvukové rozhraní. Základní pojmy

Elektromagnetický oscilátor

SOUSTAVA SMYSLOVÁ UCHO (sluchový orgán)

SMYSLY VY_32_INOVACE_10_12_PŘ

ω=2π/t, ω=2πf (rad/s) y=y m sin ωt okamžitá výchylka vliv má počáteční fáze ϕ 0

Sluchové stimulátory. České vysoké učení technické v Praze

Ing. Stanislav Jakoubek

Zvuk a sluch. Stručný popis toho, jak vnímáme zvuk a jak funguje náš sluchový systém

Mapování hluku v terénu (práce v terénu)

Biofyzika Ústav fyziky a měřicí techniky, VŠCHT PRAHA ZVUK

Izolaní materiály. Šastník Stanislav. 2. týden

akustika zvuk, zdroj zvuku šíření zvuku odraz zvuku tón, výška tónu kmitočet tónu hlasitost zvuku světlo, zdroj světla přímočaré šíření světla

mel jednotka subjektivní výšky tónu. Výška tónu o frekvenci 1000 Hz a hladině akustického tlaku 40 db se rovná 1000 melům.

INFRAZVUK SLYŠITELNÝ ZVUK

ÚLOHA 1 Ladi = 100 Hz = 340 m/s Úkoly: lnovou d él é ku k periodu T frekvenci f =? vlnovou délku =?

VY_32_INOVACE_263. Základní škola Luhačovice, příspěvková organizace Ing. Dagmar Zapletalová. Člověk a příroda Fyzika Opakování učiva fyziky

Akustika pro posluchače HF JAMU

Fyzika Pracovní list č. 8 Téma: Měření hladiny intenzity zvuku Mgr. Libor Lepík Student a konkurenceschopnost

ELEKTROMAGNETICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Enthalpie, H. Tlak je konstantní- jaké se uvolňuje teplo, koná-li se pouze objemová práce? Teplo, které se uvolňuje za konstantního tlaku.

Ing. Barbora Hrubá, Ing. Jiří Winkler Kat. 225 Pozemní stavitelství 2014

Příručka vznikla v rámci aktivit informační kampaně Evropský týden BOZP 2005 a na základě využití materiálů Brüel & Kjaer Spectris Praha spol. s r.o.

Zvuk. 1. základní kmitání. 2. šíření zvuku

Vlastnosti zvuku. O dřej Pavlas, To áš Karhut

6. Elektromagnetické záření

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

MUDr. Kateřina Kapounková, Ph.D. FYZIOLOGIE SMYSLOVÝCH ORGÁNŮ

Prováděcí plán Školní rok 2013/2014

B2M31SYN SYNTÉZA AUDIO SIGNÁLŮ

DUM označení: VY_32_INOVACE_... Jméno autora výukového materiálu: Ing. Jitka Machková Škola: Základní škola a mateřská škola Josefa Kubálka Všenory

Ultrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský

Název: Studium kmitů hudebních nástrojů, barva zvuku

Transkript:

3. ZVUKOVÉ JEVY 3.1. ZDROJE ZVUKU Jestliže tenký ocelový proužek upevníme na jednom konci a na druhém vychýlíme a pustíme, rozkmitá se a my uslyšíme zvuk. Obdobně se chová rozkmitaná ladička, struna, bubínek a další Tedy: Zdrojem zvuku je libovolné kmitající nebo chvějící se pružné těleso. Za určitých okolností můžeme zvuk slyšet. Abychom jej slyšeli, musí existovat: - zdroj zvuku - prostředí, kterým se zvuk šíří - přijímač zvuku (např. zdravé uši) rozdělení zvuku: - jestliže zvuk vzniká nepravidelným chvěním tělesa, vnímáme jej jako hluk vrzání, šramot, šustění, hukot, praskot, - jestliže zvuk vzniká pravidelným chvěním tělesa, vnímáme jej jako tón je to jednoduchý zvuk charakterizovaný svou výškou, která souvisí s frekvencí (kmitočtem). Přitom čím vyšší je frekvence, tím vyšší slyšíme tón. Zdrojem tónů mohou být ladičky, hudební nástroje, Pozn. Frekvence f 1 Hz počet kmitů za 1 sekundu a = 440 Hz Zvuk se ze zdroje šíří všemi směry formou zhušťování a zřeďování molekul vzduchu, tvoří tedy vzduchové vlny.

3.2. PROSTŘEDÍ, KTERÝM SE ZVUK ŠÍŘÍ, RYCHLOST ZVUKU Prostředí, kterým se zvuk šíří k našemu uchu je většinou vzduch. Ale i jiné látky mohou vést zvuk, např. pod vodou slyšíme nárazy vln dna pobřeží. Vlak slyšíme přijíždět dříve než jej vidíme, protože zvuk vedou i koleje. Tedy: Zvuk se šíří pružnými látkami pevnými (kovy), kapalnými (voda) a plynnými (vzduch). Nemůže se šířit vakuem, vždy k tomu potřebuje látkové prostředí (částice či molekuly). Při bouřce můžeme pozorovat blesk i několik sekund dříve než hrom. Zvuk se tedy pohybuje určitou rychlostí, která je menší než rychlost světla. Přitom měřením bylo zjištěno, že rychlost zvuku závisí na: - prostředí, kterým se zvuk šíří - teplotě prostředí s rostoucí teplotou roste i rychlost zvuku Tedy: Při teplotě 0 C je rychlost zvuku ve vzduchu asi 332 m/s. Při teplotě 20 C je rychlost zvuku ve vzduchu asi 340 m/s, ve vodě asi 1460 m/s a v oceli asi 5000 m/s.

3.3. PŘIJÍMAČE ZVUKU, UCHO Přijímačem zvuku může být anténa, satelit, v našem případě zdravé uši. Zvukový rozruch zachycuje boltec a vede jej zvukovodem k bubínku. K němu přiléhají malé kůstky kladívko, kovadlinka a třmínek. Ty jej přenáší do kostěného hlemýždě vyplněného kapalinou s velmi citlivými nervy. Jejich podráždění se přenáší do mozkového centra, kde se to projeví jako sluchový vjem. Ucho: ucho reaguje na tlak vykonávaný molekulami vzduchu slouží k rozlišování zvukových vln člověk slyší 16-20 000 kmitů (16 Hz - 20 khz) za sekundu; frekvenci vnímáme jako výšku zvuku horní hranice slyšitelnosti se s věkem snižuje dělí se anatomicky i funkčně na tři části - vnější boltec, zvukovod, bubínek odděluje vnější a střední ucho pracuje jako přijímač - střední kladívko, kovadlinka, třmínek - vnitřní kostěný hlemýžď Lidské ucho vnímá zvuky jen určitém rozmezí frekvence. Je to hodně individuální a v průběhu let se taky mění. V průměru je to následovně: dolní hranice slyšitelnosti horní hranice slyšitelnosti 16 Hz 16 khz 20kHz infrazvuk slyšitelný zvuk ultrazvuk Infrazvuk Vzniká například při práci těžkých stavebních strojů nebo při zemětřesení, šíří se půdou či zdivem i do větších vzdáleností. Může též vzniknout chvěním těles při rezonanci. Setkat se s ním můžeme také při nárazu silného větru na budovy. Nevnímáme ho sluchem, ale frekvence kolem 5-7 Hz jsou nám nepříjemné. Mohou způsobit bolesti hlavy, náhlé změny hodnot krevního tlaku či vyvolat panickou hrůzu. Působí negativně na podvědomí a na psychiku. Použití jako akustické zbraně, které způsobují vyřazení lidí z jakékoliv činnosti, jejich dezorientaci, nevolnost, zvracení a křeče vnitřních orgánů, může být též využit k destrukci konstrukcí, např. i k demolici zdiva. Ultrazvuk Pro člověka je neslyšitelný, ale pes slyší do 35 khz, kočka do 50 khz, netopýr do 98 khz. Použití ultrazvuku v lékařství: k odstraňování zubního kamene a kazů. rozpad červených krvinek, koagulace bílkovin, rozrušení buněčného jádra tišení bolesti běžné léčebné postupy v rehabilitačním lékařství Další použití zjišťování kazů v materiálu, získávání směsí kapalin,

3.4. ODRAZ ZVUKU, DOZVUK Setká-li se zvuk šířící se vzduchem s překážkou, částečně jej překážka pohltí a částečně se od ní zvuk odrazí. (pokusy se zvukem ve skleněné nádobě nad kterou je odrazová deska zrcadlo nejlépe) Také ozvěna je způsobena odrazem zvuku od pevné překážky. Naše ucho vnímá dva zvukové signály, které po sobě následují, odděleně, jestliže je mezi nimi časová prodleva alespoň 0,1 s. Tedy abychom slyšeli ozvěnu, musíme být od překážky aspoň tak daleko, aby se zvuk rozšířil tam a zpátky minimálně za 0,1 s. v = 340 m/s t = 0,1 s s =? (m) s = v.t s = 340. 0,1 s = 34 m Zvuk se za 0,1 s dostane do vzdálenosti 34 m, což je dráha tam a zpátky. Tedy: Abychom slyšeli ozvěnu, musí být překážka od které se zvuk odráží ve vzdálenosti aspoň 17 m, aby lidské ucho rozlišilo dva zvukové signály odděleně. Při menší vzdálenosti vnímáme odražený zvuk jen jako prodloužení původního zvuku, slyšíme tzv. dozvuk Pozn. v uzavřených místnostech se zvuk rychle odráží a proto dodává hlasu na plnosti a zlepšuje poslech. Použití odrazu zvuku: sonary

Zvuk, zdroje a druhy zvuku 1. Co je to akustika? 2. Co je to zdroj zvuku? Jak dělíme zvuky podle způsobu kmitání zdroje? 3. Co se stane s plamenem svíčky, jestliže do pružné blány natažené na trubce klepneš prstem? 4. Co se stane s míčkem, který je zavěšený na niti, jestliže jej přiblížíme ke hrající ladičce? Proč? 5. Co je to frekvence neboli kmitočet? Jak s frekvencí souvisí výška tónu? 6. Zpívající skleničky na kterém z obrázků uslyšíme nejvyšší a na kterém nejnižší tón? Proč? 7. Jak dělíme zvuky podle frekvence?

8. Ultrazvuk - sluchem ho nevnímáme, je slyšitelný ale pro řadu živočichů, např.: 9. Vysvětli, jak se ultrazvuk využívá při: - echolokaci - lékařství - defektoskopii - sterilizace - čištění bazénů, brýlí, mincí Kde ještě se můžeme s ultrazvukem setkat? 10. Infrazvuk - používají ho k dorozumívání některá zvířata, např.: 11. Pro lidi je infrazvuk neslyšitelný, avšak při frekvenci blízké tlukotu srdce je nebezpečný. Jak? Co může způsobit? 12. Vysvětli, jak se infrazvuk používá: - ve vojenství - u seismografů 13. Co je zdrojem infrazvuku?

Rychlost zvuku, odraz zvuku Prostředí, kterým se zvuk šíří k našemu uchu je většinou vzduch. Ale i jiné látky mohou vést zvuk, např. pod vodou slyšíme nárazy vln dna pobřeží. Vlak slyšíme přijíždět dříve než jej vidíme, protože zvuk vedou i koleje. Přitom měřením bylo zjištěno, že rychlost zvuku závisí na: - - Rychlost šíření zvuku je tedy v různých prostředích různá. vzduch (t = 0 C) m/s vzduch (t = 20 C) m/s voda m/s ocel m/s 1. Proč vidíme blesk dříve než slyšíme hrom? 2. V jaké vzdálenosti uhodil blesk, když jsme zaslechli hrom 3 sekundy po záblesku? (blesk a hrom vznikají součastně) 3. Jakou rychlostí se musí pohybovat letadlo, aby se pohybovalo rychlostí zvuku? Vyjádři v km/h. Vyhledej na internetu, kdy se poprvé podařilo letadlu překonat rychlost zvuku a jakou rychlostí se pohybují současná nejrychlejší letadla. 4. Ve které situaci uslyšíme zvonění budíku nejlépe a ve které situaci nejhůře? Vysvětli svou odpověď.

Hladina intenzity zvuku - je to veličina, která slouží k porovnávání hlasitosti zvuku, její jednotkou je bel, používá se však většinou větší jednotka db (decibel). - počátkem stupnice je 0 db práh slyšitelnosti - zvuky silnější než 90 db mohou trvale poškodit sluch - práh bolesti je asi 130 db 5. Vyhledej na internetu hladiny intenzity zvuku např. u startujícího letadla, sbíječky, tikotu hodin, motorového vozidla či jedoucího vlaku, kohoutího zakokrhání, kvákání žáby, šum listí, OZVĚNA je způsobena odrazem zvuku na pevné překážce. Lidské ucho dokáže rozlišit dva zvuky jdoucí 0,1s po sobě, tedy aby vznikla ozvěna, musíme být od překážky tak daleko, aby se zvuk rozšířil tam a zpátky minimálně za 0,1s. Jestliže není splněna tato podmínka, dojde k DOZVUKU - zkreslení původního zvuku, a to tak,že se jakoby protáhne poslední slabika. 6. Jaká musí být vzdálenost překážky, aby vznikla ozvěna? Dopočítej. v = 340 m/s t = 0,1 s s =? (m) s =? (m) 7. Za jak dlouho uslyšíte výstřel, bude-li střelec stát od Vás 1700m daleko? 8. Jak daleko je stěna, od které přijde ozvěna za tři sekundy po vyslovení jedné hlásky?

Sonar je zařízení, které se využívá při navigaci, předpovědi počasí, sledovaní letadel a lodí. Princip je založený na odraze zvukových vln od objektu, který sledujeme. Může se použít i na určení hloubky vody. 9. Jaká je hloubka moře pod ponorkou, jestliže se zvuk z ní vyslaný (vodou!!!) vrátil za 2s? 10. Komár vydává za letu vyšší tón než čmelák. Který z nich mávne víckrát křídly za jednu sekundu? 11. Ze které zkumavky uslyšíme vyšší tón, jestliže do ní foukneme? Seřaď je podle výšky tónu. Zdůvodni. Můžeš si to ověřit s jakoukoliv lahví (dej si do ní trochu vody a foukni dovnitř, jak do ní dopusť trochu vody a opět do ní foukni, měl by být slyšet rozdíl) 12. Mohli by se kosmonauti na Měsíci dorozumívat přenosnou vysílačkou? Zdůvodni svou odpověď.

Odpověz: 1. Co je zdrojem zvuku? 2. Jak podle kmitání zdroje dělíme zvuky? Uveď i příklady. 3. Co je to frekvence a jak souvisí se zvukem? 4. Jak dělíme zvuky podle frekvence? 5. Jaká je rychlost zvuku? 6. Kterým prostředím se zvuk šíří a kterým se nešíří? 7. Co víš o ultrazvuku a infrazvuku a kde se používá v praxi? 8. Kdy vznikne ozvěna a kdy dozvuk? Kde se ozvěna využívá v praxi? Otázky a úkoly: 1. Co je to frekvence? a. počet kmitů za 1 sekundu b. doba 1 kmitu c. hlasitost 2. Jak se říká zvuku nižšímu 20 Hz? a. ultrazvuk b. makrozvuk c. infrazvuk 3. Který zvuk používá SONAR? a. ultrazvuk b. makrozvuk c. infrazvuk 4. Jak se nazývá vlnění, při kterém se částice pravidelně zhušťují a zřeďují? a. podélné b. svislé c. příčné 5. V jakých jednotkách měříme hlasitost? a. sekundy b. hertzy c. decibely 6. Jak se nazývá nevítaný zvuk? a. pazvuk b. hluk c. křik 7. Jak se dorozumívají delfíni? a. ultrazvukem b. makrozvukem c. infrazvukem 8. Co se označuje písmenem T? a. frekvence b. perioda zvuku c. hlasitost 9. Při bouřce zahřmělo za 12 sekund poté, co jsme spatřili blesk. Jak daleko udeřil blesk? a. 12 km b. 150 km c. 400 km d. 4 km 10. Jakým prostředím se nešíří zvuk? a. vzduchem b. vodou c. vakuem d. železem 11. Jaká je přibližná rychlost šíření zvuku ve vzduchu? a. 30000 km/s b. 5000 m/s c. 1500 km/h d. 340 m/s