Zvuk

OBSAH:

1.    zvuk - základná definícia
2.    frekvencia zvuku - infrazvuk, ultrazvuk
3.    zdroj zvukového vlnenia
4.    delenie zvuku – hluk, tón
5.    ľudské vnímanie zvuku
6.    ľudské ucho
7.    zdroj ľudského hlasu

1. ZVUK je každé pozdĺžne mechanické vlnenie v látkovom prostredí, ktoré je schopne vyvolať v ľudskom uchu sluchový vnem.
2. FREKVENCIA tohto vlnenia leží v rozsahu 20Hz až 20kHz, za jeho hranicami človek zvuk sluchom nevníma. V širšom zmysle teda môžeme za zvuk označiť aj vlnenie, ktoré je mimo tejto frekvencie.
- Infrazvuk je zvuk s frekvenciou nižšou ako 20Hz. Veľmi dobre sa šíri vo vode. Pomocou neho možno zistiť „hlas mora“ ktorý niekoľko hodím vopred predpovedá príchod vlnobitia. na ľudský organizmus pôsobí škodlivo.
- Ultrazvuk je zvuk s frekvenciou vyššou než 20kHz. Má významné uplatnenie v technickej praxi. Preto že jeho vlnová dĺžka je veľmi malá, šíri sa prostredím priamočiaro a pri odraze od prekážok platí zákon odrazu. Súčastne sa uplatňuje malá absorcia ultrazvuku v kvapalinách a pevných látkach. Využitie: meranie hĺbky morí, zisťovanie skrytých kazov materiálou, pri vypudzovaní plynou z kvapalín, pomocou neho sa čistia súčiastky (hodiniek, šošoviek okuliarov)
 

ZVIERATÁ POČUJÚ:
3. ZDROJ ZVUKOVÉHO VLNENIA sa stručne nazýva zdroj zvuku. Zdroj zvuku je pružné teleso, ktoré sa chveje, pričom toto chvenie sa prenáša do prostredia, a tam vzniká zvukové vlnenie. Zvuk sa šíri len pružným prostredím ľubovoľného skupenstva. Najčastejšie je to vzduchu. Šíri sa aj vo vode, a v iných kvapalinách a pevných latkách - pričom má rozličnú rýchlosť.

Hmotné prostredie, v ktorom sa toto vlnenie šíri je jeho vodič. Vodič zvuku, obyčajne vzduch, sprostredkuje spojenie medzi zdrojom zvuku a jeho prijímačom (detektorom), ktorým býva v praxi ľudské ucho, mikrofón alebo snímač. Zvuky sa šíria aj kvapalinami(vodou) a pevnými látkami (stena domu).

O vlnení v okolí zdroja zvuku, ale nerozhoduje len jeho chvenie ale aj okolnosti, či je tento predmet dobrým, alebo zlým žiaričom zvuku. Tato vlastnosť závisí od geometrického tvaru. struna napnutá medzi dvomi pevnými bodmi telesa s veľkou hmotnosťou nie je dobrým žiaričom zvuku, pretože pri chvení struny vzniká pretlak v smere jej pohybu a súčasne na opačnej strane podtlak. Tím sa najbližšie okolie struny stáva druhotným zdrojom dvoch vlnení, ktoré sa šíria na všetky strany prakticky s opačnou fázou, pretože priečne rozmery struny sú vzhľadom na vlnovú dĺžku zvukového vlnenia vždy veľmi malé, a tieto dve vlnenia sa interferenciou rušia.

Zdrojom zvuku môžu byť okrem telies, kmitajúcich vlastnými kmitmi, i telesa s vynútenými  kmitmi. K nim patria aj reproduktory a slúchatká a ďalšie zariadenia pre reprodukciu zvuku

4. DELENIE ZVUKU:
• hudobné (tóny)
• nehudobné (hluk)
tóny - vznikajú pri pravidelnom v čase periodicky prebiehajúcom kmitaní. Pri jeho počúvaní vzniká v uchu vnem zvuku určitej výšky, preto sa tóny využívajú v hudbe. Zdrojom hudobných zvukov môžu byt napríklad ľudské hlasivky, rôzne hudobné nástroje.

hluky - vznikajú pri nepravidelnom vlnení, ako zložité nepravidelné kmitanie telesa, alebo krátke nepravidelné rozruchy (zrážka dvoch telies, výstrel, preskočenie elektrickej iskry a pod.) tiež sú využívané  v hudbe, lebo k nim môžeme priradiť aj zvuky rôznych hudobných nástrojov, predovšetkým bicích.
Každý zvuk,  hudobní aj nehudobní sa vyznačuje svojou fyzikálnou intenzitou s ktorou je rovnocenná veličina nazývaná hladina intenzity zvuku meraná v dB, a fyziologickou hladinou svojej hlasitosti. Mimo toho sa hudobný zvuk vyznačuje ešte frekvenciou, ktorú určuje svojou výškou. Tretia základná vlastnosť zvuku je priebeh kmitania, ovplyvňujúce jeho zafarbenie. Trvácni zvuk v čase určuje jeho dĺžku.

5. ĽUDSKÉ VNÍMANIE ZVUKU:
je to veľmi zložitý proces, ktorí závisí od rôznych faktorov.
6.ĽUDSKÉ UCHO slúži hlavne ako príjímač zvuku. Ľudia vnímajú zvuky iba v určitom frekvenčnom rozsahu. Od frekvencie 20 Hz (dolná hranica počuteľnosti) do frekvencie 20 kHz (horná hranica počuteľnosti).Naše sluchové ústrojenstvo je najcitlivejšie na tóny o kmitočtoch od 2-4 kHz. Málokto však vie, že k sluchovým orgánom sú pripojené aj orgány na vnímanie polohy a rovnováhy tela.

Vonkajšie ucho zachytáva zvukový rozruch, ktorý sa šíri prostredím od miesta vzniku a vedie ho k bubienku. Jeho pružná blana sa dopadajúcim mechanickým vlnením (zvukom) rozkmitá a následne sa rozkmitajú aj malé kostičky priliehajúce k bubienku z druhej strany. Tieto kostičky sú mimochodom najmenšie v ľudskom tele a prenášajú rozruch ďalej do vnútorného ucha. Vo vnútornom uchu sa tieto mechanické vibrácie pretransformujú na elektrické impulzy a tie sa v mozgu interpretujú ako sluchový vnem (tj. človek vníma zvuk) .

• vonkajšie ucho
- ušnica
- zvukovod
- ušný bubienok

• stredné ucho
o kladívko (malleus)
o nákovka (incus)
o strmienok (stapes)
o eustachova trubica

• vnútorné ucho
o oválne okienko
o polkruhovité kanáliky
o slimák

6. ZDROJ ĽUDSKÉHO HLASU
Najdôležitejšiu úlohu pri tvorbe zvuku v ľudskom tele majú hrtan, hlasivky, jazyk, pery a mäkké podnebie. Hrtan funguje ako ventil, ktorý stráži vstup do pľúc. Nad ním je umiestnená príchlopka, ktorá pohybom nadol zakrýva hlasivky a štrbinu medzi zadnou časťou hrdla a hrtanom. Hlasivky fungujú podobne ako jazýček v dychových nástrojoch. Vibrujú a vytvárané zvuky sa modifikujú hrdlom, nosom a ústami. Vibrácia  hlasiviek počas reči vzniká vtedy, keď sa hlasivková štrbina zúži a vzduch z pľúc je vytlačený cez hlasivky a hrtan. Nazývame to fonácia. Hlasitosť zvuku reguluje sila akou je vzduch vypudený z pľúc. Výšku zvuku určuje dĺžka a napätie hlasiviek. Prirodzená hĺbka a farba hlasu závisí od tvaru hrdla, nosa a úst. Jazyk, pery, mäkké podnebie a dutiny dávajú hlasu rezonanciu. Poloha jazyka a pier má dôležitú úlohu pri tvorbe hlások. Napríklad ak vyslovíme zvuk ”B”, pery sú najskôr zovreté, takže vzduch prúdiaci von sa zadrží a pri náhlom otvorení pier vznikne zvuk. Rozdiel medzi prenikavým, zreteľne vysloveným ”S” a nejasným šušlavým tónom, je výsledkom práce jazyka. Schopnosť hluchých ľudí čítať z pier je dôkazom toho, akú úlohu hrajú ústa pri tvorbe reči.
p = 10-5 Pa2
       P
 I= ----
       S
 
Pri reči rezonuje aj lebka. Časť toho čo hovoríme, počujeme prenosom       cez lebečné kosti a časť zachytíme ušami. Táto živá „spätná väzba“ vysvetľuje prečo naše hlasy znejú tak cudzo pri reprodukcii z magnetofónovej pásky. Vtedy počujeme iba hlas, ktorý je prenášaný vzduchom.
Reč a s ňou spojené funkcie sú zvyčajne sústredené do jednej mozgovej hemisféry. U pravákov sú v ľavej a u ľavákov v pravej hemisfére.

7. AKUSTIKA je odbor zaoberajúci sa fyzikálnymi dejmi, ktoré sú spojené so vznikom zvukového vlnenia, jeho šírenia a vnímania zvuku sluchom.
dá sa rozdeliť do niekoľkých častí:
fyzikálna akustika - študuje spôsob vzniku a šírenia zvuku. Ďalej sa zaoberá jeho odrazom, pohlcovaním v rôznych materiáloch
hudobná akustika – skúma zvuky a jej kombinácie so zreteľom na potreby hudby
fyziologická akustika – zaoberá sa vznikom zvuku v hlasovom orgáne človeka a jeho vnímaním v uchu
stavebná akustika – skúma dobré a nenarušené podmienky počúvateľnosti hudby areči v obytných miestnostiach
elektroakustika – zaoberá sa záznamom, alebo reprodukciou a šírením zvuku s využitím elektrického prúdu