Svjetlost je jedino što vidimo, Zvuk je jedino što čujemo.

A K U S T I K A

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

LONGITUDINALNI VAL – KONCEPT

p

xp 0

Do

c.d

r.sc

. M

arta

-Žu

vić

Bu

tora

c, n

astu

pn

o p

red

avan

je,

2007

Promjene tlaka

Oscilacije tlaka vrlo male, npr. za ljudski govor amplituda tlaka je 0,03 Pa(za poredbu, atmosferski tlak je 101 000 Pa)

Uho je vrlo osjetljiv instrument !

ZVUK

- vibracija koja se širi kroz sredstvo

- zvukom smatramo vibracije, složene od frekvencija koje je sposobno detektirati ljudsko uho: 16 Hz – 20 000 Hz

(pas čuje i frekevencije više od 20 kHz)

ULTRAZVUK

INFRAZVUK Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

Ton Šum

Zvuk

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

Ton

- zvuk koji nastaje pravilnim titranjem zvučnog izvora određenom (stalnom) frekvencijom

Glazbeni ton

- više tonova različitih frekevencija u kojima jedna prevladava (intenzitetom) te je zovemo OSNOVNA FREKVENCIJA GLAZBENOG TONA

- ostale zovemo viši harmonici i određuju BOJU TONA

- glazbeni ton određuju frekvencija, amplituda, boja i trajanje Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

Grafički prikaz tona

p

xp 0

yo2

yo

y

slika tona spektar tona

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

Šum

- zvuk koji nastaje nepravilnim titranjem zvučnog izvora pri čemu se frekvencija stalno mijenja

- aperiodični val

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

BRZINA ZVUKA

.. je brzina širenja zvučnog vala u sredstvu.

- ovisi o elastičnosti i gustoći medija - za suhi zrak pri temperaturi od 20 °C iznosi 343 m/s (1235 km/h)

Opća relacija

1

gustoćakoeficijent stlačivosti sredstva(obrnuto razmjeran modulu elastičnosti)

v

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

Effect of temperature

   in °C c in m·s-1 ρ in kg·m-3 Z in N·s·m-

3

−10 325.2 1.342 436.1

−5 328.3 1.317 432.0

0 331.3 1.292 428.4

+5 334.3 1.269 424.3

+10 337.3 1.247 420.6

+15 340.3 1.225 416.8

+20 343.2 1.204 413.2

+25 346.1 1.184 409.8

+30 349.0 1.165 406.3

T temperatura brzina zvuka ρ gustoća Z tzv. akustička impedancija (Z=ρ·c)

T/

Utjecaj temperature

c/ /

/

v

v/

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

PROMJENE BRZINE ZVUKA S VISINOM

Visina Temperatura m·s-1 km·h-1

Razina mora 15 °C 340 1225

11 000 m − 20 000 mvisina leta komercijalnih letova i prve supersonične letjelice

−57 °C 295 1062

29 000 m (letjelica X-43A) −48 °C 301 1083

standardni atmosferski uvjeti

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

BRZINA ZVUKA U PLINOVIMA

Plin pri 0oC v/ ms-1

Zrak 331

CO2 343

Kisik 316

Helij 965

v Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

Pacifik, sjeverni Havaji, ovisnost brzine zvuka o dubini mora

BRZINA ZVUKA U TEKUĆINAMA

U morskoj vodi oko 1500 m/s

Eho sonderPodvodna akustika ili hidroakustikaAkustička oceanografija

brzina zvuka / ms-1

du

bin

a /

km

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

BRZINA ZVUKA U KRUTINAMA

Općenito vrijedi

v krutine > v tekućine > v plin

krutine v/ ms-1

Bakar 5010

Pyrex staklo 5640

Olovo 1960

Čelik 5960

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

INTENZITET ZVUKA

Zvučni val nosi energiju koja može obaviti rad.

Snaga zvuka P – energija koju zvučni val prenese u 1 s

Intenzitet zvuka I – snaga zvuka P koji upada okomito na površinu A, podijeljena površinom

I = P / A (Wm-2)

Prag čujnosti – najmanji intenzitet zvuka kojeg može čuti ljudsko uho - za ton frekvencije 1 kHz iznosi oko 10-12 Wm-2

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

Bel (B)

.. je dekadski logaritam omjera dviju istovrsnih veličina P1 i P2 koje su razmjerne snazi ili energiji:

Jedan bel (B) je razina veličine L pri kojoj je omjer P1/P2 jednak 10.

Decibel (dB)

MJERNE JEDINICE ZA POREDBU JAČINE ZVUKA

izražen jedinicom bel

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

MJERNE JEDINICE ZA POREDBU JAČINE ZVUKA

Poredba intenziteta

2

1logI

IL

Što je intenzitet zvuka od 0 decibela?

Zbog log x = 0 za x =1, L = 0 znači da I1 = I2

Mjeri se u odnosu na neki referentni zvuk, obično prag čujnosti Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2

Intenzitet I / Wm-2

Razina intenziteta L / dB

Prag čujnosti 10-12 0

Šum lišća 10-11 10

Šapat 10-10 20

Razgovor udaljen 1 m 3,2 · 10-6 65

U automobilu u gradskom prometu

10-4 80

Rock koncert uživo 1 120

Prag bola 10 130

Intentzitet zvuka i razine intenziteta zvuka određene relativno s obzirom na prag čujnosti

Izv.

pro

f. Ra

jka J

urda

na Š

epić,

Fizi

ka 2

, PFR

I 201

2