Akustika
Vesmírná akustika
Pokud si někdo z Vás myslí, že vesmír je tichý, tak se plete. Tak, jak k nám hovoří planeta Země, tak k nám hovoří i další planety, hvězdy a i jiná tělesa. Není to tak, že planety hovoří naším jazykem, ale vydávají určité zvuky, které vznikají díky zakřivení vesmíru a pomocí plynů, jenž se nacházejí na planetách i v samotném kosmu. Jak je vesmír zakřiven, tak pohlcuje plyny a to jak na planetách, tak i jinde. Tyto plyny se stále vtahují a odtahují do a od zakřiveného prostoru, čímž vzniká zvuk, který se šíří určitou cestou i na miliony světelných let. V současné době máme zmapované zvuky, které pocházejí ze všech planet v naší galaxii a dokonce víme, že i další galaxie jsou na tom podobně. Například z galaxie Perseus, kde se nachází dalších 250 galaxií se svými hvězdami, je slyšet zvuk tzv. "chrlící černé díry", jenž směrem k naší Zemi chrlí mocný proud energie. V současné době ale ještě netušíme, jak nás tento proud energie může ovlivnit.
Akustika jako taková má celou řadu disciplín, které se rozdělují dle svého zařazení. Můžeme tedy hovořit o akustice hudební, fyzikální, lingvistické, stavební a vesmírné. Jedná se tedy o velký vědní obor, který se zabývá vznikem zvukového vlnění, šířením, přenosem a vnímáním. Akustika patří mezi nejstarší obory fyziky a její vznik můžeme datovat již do biblických dob, když Izraelité pro dobytí Kaneanu použili zvukové či akustické dělo, které zbouralo hradby města.
Jak se tvoří zvuk:
Zvuk se šíří ve všech látkách, nešíří se však ve vakuu. Šíří se vlněním - zvuková vlna postupně stlačuje a roztahuje vzduch. V plynech a kapalinách se šíří zvuk vlněním podélným. V pevných látkách to je vlněním podélným a příčným. Rychlost zvuku je závislá na teplotě prostředí a na prostředí, kde se zvuk šíří. Nejrychleji se zvuk šíří v kovech a kapalinách. Nejpomaleji je to ve vzduchu, protože zde dochází ke zřeďování a zhušťování vzduchu (rychlost zvuku venku, pokud je mráz ke 332 m/s a pokud je krásných 20 stupňů nad nulou, tak se zvuk šíří rychlostí 340 m/s). Ve vodě je rychlost zvuku 1460 m/s., v kovech 5000 m/s. a v dřevu se zvuk šíří rychlostí až 4000 m/s. Rychlost zvuku můžeme rozdělit na podzvukovou a nadzvukovou. Například, když letí letadlo, tak se šíří zvuk a vznikají podélné vlny. Nadzvukové letadlo (stíhačky) přelétávají své vlnoplochy a zároveň tvoří další čímž se tyto zvuky překrývají.
Odraz zvuku:
Zvuk se odráží úplně stejně, jako například vlny na rybníce. Pokud se zvuk šíří vzduchem a narazí na překážku, tak se vrací. Vyslaný a odražený zvuk uslyšíme odděleně s rozdílem cca 0,1 až 17 sekund, záleží na vzdálenosti místa odrazu. Tomuto jevu se říká ozvěna.
Jak se tvoří zvuk
Kundtova trubice
Pohlcování zvuku:
Pokud chceme zvuk pohltit, tak musíme použít nějakého materiálu k tomu určenému, jinak se bude zvuk rozléhat například jako je tomu v místnosti bez nábytku či malým procentem nábytku. K pohlcování zvuku slouží například záclony, koberce či klasický nábytek.
Příklad číslo 1.:
Zadání:
Jak daleko je skála, od které se ozvěnou vrátil zvuk za 1,5 sekundy?
Zápis:
t = 1,5 s
v = 340 m/s
s = ? (m)
Vzoreček a výpočet:
s = v . t
s = 340 . 1,5
s = 510 m
s = 510 : 2 = 255 metrů
Odpověď:
Zvuk urazil vzdálenost ke skále a pak se vracel zpět. Skála je tedy vzdálena 255 metrů od zdroje zvuku.
Proč děleno dvěma?
Protože zvuk letěl od zdroje zvuku ke skále a zpět, tak je nutno výpočet ještě dělit.
Příklad číslo 2.:
Zadání:
Bouřka byla vzdálena 25,5 km. Za jak dlouho od okamžiku, kdy se blýskne, uslyšíme hrom?
Zápis:
v = 340 m/s
s = 25,5 km = 25 500 m
t = ? (s)
Vzoreček a výpočet:
t = s : v
t = 25 500 : 340
t = 75 s
Odpověď:
Během bouřky hrom uslyšíme po 75 sekundách (za 1,25 minuty) od té doby, co byl spatřen blesk.
Infrazvuk a ultrazvuk:
Ultrazvuk je vlnění s frekvencí větší než je tedy pro lidské ucho neslyšitelný. Jeho vlnová délka je menší než vlnová délka zvuku, proto je šíření ultrazvuku méně ovlivněno ohybem. Je méně pohlcovaný v kapalinách a pevných látkách.
Infrazvuk lidské ucho nevnímá. Infrazvuk s velmi vysokou amplitudou může i zabíjet. Často se používá v armádě.
Sonický třesk
