Iva Garčicová, 2011

Šíření zvukuZvuk se šíří jen látkovým prostředím.

V plynech a kapalinách se mohou šířit jen podélné zvukové vlny. Zvuková vlna je střídavé stlačování a roztahování vzduchu. Ve vzduchu dochází k postupnému „zhušťování a zřeďování“ částic vzduchu, které v podobě podélné vlny dorazí k uchu.

V pevných látkách se mohou šířit podélné i příčné zvukové vlny.

Zvuk ve vakuu

Přenos vzduchu je možný jen v pružném látkovém prostředí.

Zvuk se ve vzduchoprázdnu (vakuu) nešíří.

Pod skleněným poklopem vývěvy je vyčerpán vzduch. Zvuk zapnutého elektrického zvonku neslyšíme.

Rychlost zvuku ve vzduchuRychlost zvuku ve vzduchu závisí na složení vzduchu (nečistoty, vlhkost), ale nejvíce na teplotě.

teplota [°C] −10 ºC 0 ºC 10 ºC 20 ºC 30 ºC

rychlost zvuku ve vzduchu

[m/s]

325 331 337 343 349

Rychlost zvuku ve vzduchu je 331,82 m.s–1 (při teplotě 0°C a hustotě suchého vzduchu 1,293 kg.m–3).

Výpočet rychlosti zvuku ve vzduchu

Pro běžné teploty vzduchu užíváme při výpočtech přibližnou hodnotu rychlosti zvuku vzduchu 340 m.s–1.

1.61,082,331 smtvt

Rychlost zvuku nezávisí na tlaku vzduchu ani frekvenci zvuku.

Ve vzduchu o teplotě t v Celsiových stupních se rychlost vypočítá podle vztahu:

Rychlost zvuku v látkách

látka rychlost zvuku (m.s–1)

CO2 260

vodní pára 405

voda 1 500

kaučuk 40

korek 500

V kapalných a pevných látkách je rychlost zvuku větší než ve vzduchu.

látka rychlost zvuku (m.s–1)

olovo 1 300

dřevo 3 400

ocel 5 000

sklo 5 200

Nadzvuková rychlostTrysková letadla, která letí rychlostí větší než je rychlost zvuku ve stejném prostředí, se pohybují tzv. nadzvukovou (supersonickou) rychlostí.

Zvukový (sonický) třesk

Nadzvukové letadlo předbíhá své vlnoplochy, zatímco tvoří další a proto se překrývají. Dochází k zesílení tlaku, který vyvolá rázovou vlnu, kterou posluchač na zemi uslyší jako výbuch. V letectví se poměr rychlosti letu k rychlosti zvuku ve vzduchu vyjadřuje pomocí Machova čísla.

Odraz zvukuŠíření zvuku je ovlivněno i překážkami, na které zvukové vlnění dopadá. Zvukové vlny se odrážejí od překážek.

Pro odraz zvuku platí zákon odrazu: Úhel odrazu rovná se úhlu dopadu.

Ozvěna (echo)

Odražený zvuk od rozlehlé překážky (stěna, skála apod.) ve vzdálenosti větší než 17 metrů je ozvěna.

Člověk rozliší přímý a odražený zvuk, pokud mezi nimi uplyne více než asi desetina sekundy. Za tuto dobu urazí zvuk ve vzduchu asi 34 m.

Dozvuk

Dozvuk vzniká při odrazu od překážek vzdálených méně než 17 m nebo pokud je odrazů více.

Odražený a původní zvuk splývají a tak se zdá, že zvuk trvá déle než je skutečně vydáván (v koupelně, v kostele, ve třídě, v přednáškovém sále, v koncertní síni, v jeskyni).

Využití odrazu zvuku - sonar

Sonar je přístroj, který vyšle zvukový signál a měří dobu, za kterou se po odrazu od překážky vrátí zpět. Z naměřeného času se vypočítá, jak daleko je překážka – mořské dno, ponorka nebo hejno ryb.

EcholokaceNěkterá zvířata (netopýr, delfín) užívají k nalezení potravy nebo k orientaci odrazů zvuku (ultrazvuku) od překážek.

Echolokaci využívají k navigaci i ponorky.

Ohyb (difrakce) zvukuPokud je překážka menší než vlnová délka zvuku, tak ji zvukové vlny obejdou – nastává ohyb zvuku. Proto slyšíme zvuk i za překážkami.

Když je překážka mnohem větší než vlnová délka, zůstává za ní „stín“. Zvuk nebo jiné vlnění se za ní nešíří.

Zdroje textu a obrázků

http://wilk4.com/misc/soundbreak.htm http://courses.eas.ualberta.ca/eas212/Wave_Motion_files/Longitudinal_and_Transverse_Wave_Motion.htm http://www.enasco.com/c/science/Physical+Science/Nature+of+Sound/Sound+in+Vacuum/ http://www.worldculturepictorial.com/blog/content/photo-ring-water-fa-18f-super-hornet-hits-speed-sound-water-vapor-air-forms-ring-cloud-aroun http://voiceofthemonkey.com/2011/08/27/fig-28-reflection-of-sound/ http://pmr-science.wikispaces.com/Students'+Contributions+-+1.8+Sound+and+Hearing http://www.ecophon.com/cz/Akustika/Akustik/Akusticke-deskriptory-mistnosti/Dozvuk/ http://www.ripleysrbi.com/gadgets/ http://www.kalipedia.com/fisica-quimica/tema/graficos-sonar-permite-cartografiar.html?x1=20070924klpcnafyq_276.Ges&x=20070924klpcnafyq_367.Kes http://www.kensonpro.com/linnaraudio/teori/teori_o_teoretiska_artiklar/bibliotek/cabinetdiffraction/ReportDiffraction.html http://askabiologist.asu.edu/echolocation

LEPIL, O. Fyzika pro gymnázia, Mechanické kmitání a vlnění. 3. přepracované vydání Praha: Prometheus 2002. ISBN 80-7196-216-3.