Звук и извори звука
Акустика је област физике која се бави изучавањем настајања звука, његових основних својстава и закона као и практичне примене.
Неке осцилације могу изазвати појаве које се опажају чулом слуха. То су звучне појаве.
Тело које својим осциловањем производи звук зове се звучни извор. Звучни извор може бити свако тело (чврсто, течно, гасовито) које осцилује са фреквенцијом у интервалу чујности.
Ове границе су индивидуалне. Код старијих особа горња граница фреквенције пада на 13kHz.
Осетљивост ува је највећа при фреквенцијама од 1 до 5 kHz.
У обичном говору фреквенције звука су до 10kHz, а у музици у распону од 100Hz до 5000Hz.
Да би настао звук, потребан је звучни извор и материјална средина кроз коју се звук преноси. Од звучног извора осцилације се преносе на околне честице. Честице осцилују тако да настаје њихово наизменично згушњавање и разређивање – звучни талас. Звучни талас у уху изазива осциловање бубне опне, што ствара осећај чујности звука.
Звучни таласи:
- механички таласи
- простиру се само кроз материјалну средину
- лонгитудинални таласи (згушњавање и разређивање средине кроз коју се простиру)
Звук се не простире кроз вакуум.
Слушамо разноврсне звукове – међу њима се разликују тонови и шумови.
Тон је звук тачно одређене фреквенције и настаје хармонијским осциловањем извора звука. Музички инструменти или наши говорни органи производе сложене тонове који могу да се представе као збир хармонијских осцилација (као комбинација више простих тонова) чије су фреквенције целобројни умношци најниже фреквенције. Звук најниже фреквенције назива се основни (прости) тон или први хармоник, а сви остали су виши хармоници. Висину тона одређује основни хармоник, а боју тона његови виши хармоници. Тон чија је основна фреквенција мала, изазива осећај ниског тона – бас, баритон (45Hz). Ако је фреквенција основног тона велика, овај тон ће бити висок – сопран (2300Hz).
пример: певање, звукови затегнутих струна
Шум је звук који је резултат веома сложеног непрекидног и непериодичног осциловања и по амплитудама и по фреквенцијама. Не могу да се разложе на просте хармонијске осцилације. Њихов спектар је континуалан (састављен од низа фреквенције које непрекидно испуњавају интервал).
пример: рад мотора, експлозије, шкрипање гребање
Извори звука
Свако тело које осцилује фреквенцијом у интервалу чујности (20Hz-20kHz) може да буде извор звука. Међутим, у пракси се користе само извори који могу да задовоље одређене захтеве. Добар извор звука је онај који енергију сопственог осциловања успешно преноси на околну средину. Ефикасност преношења се побољшава додавањем резонаторских шупљина. На тај начин се добија јаснији и интензивнији звук.
Пример: Звучна виљушка и резонаторска шупљина
Звучна виљушка се најчешће користи у лабораторијама као извоз простог звука (фреквенције 300-400Hz). Звучна виљушка емитује веома слаб звук. Када се звучна виљушка стави на дрвену правоугаону кутију добија се знатно јачи звук. Појачан звук се добија осциловањем ваздушног стуба у кутији.
Да би дошло до осциловања ваздушног стуба због резонанције, дужина кутије треба да буде једнака четвртини или непарном умношку четвртине таласне дужине звучног таласа који емитује звучна виљушка.
Основне карактеристике звучних извора су сопствена феквенција и снага.
Као звучни извори чије особине могу да се мењају по потреби користе се звучне виљушке, сирене, музички инструменти, звучници…
Најједноставнији извори звука су затегнуте жице, ваздушни стубови и штапови. На основу објашњења емитовања звука код ових извора, може да се објасни и принцип емитовања звука код сложенијих звучних извора.
Људски говор је комбинација осциловања гласних жица и ваздушног стуба који се формира у усној шупљини.
Додатак:
| Карактеристике звука |