Transcript Zdroje zvuku

Iva Garčicová, 2011
Vyber, co mají společného:
a) pes
b) učitel fyziky
c) rocková skupina
Všichni mají rádi maso.
Všichni se snaží zaujmout vaši pozornost pomocí zvuku.
2
Co je zvuk?
Nejjednodušší odpovědí je:
Zvuk je to, co slyšíme.
Pokud nějaké těleso kmitá,
rozkmitává okolní vzduch.
Díky vibracím molekul
vzduchu se nepatrně mění
jeho tlak, který pociťujeme
na svých ušních bubíncích.
3
Definice zvuku
Zvuk je mechanické vlnění s frekvencí
v rozsahu 16 Hz až 16 000 Hz (někdy se uvádí
rozsah 20 Hz až 20 000 Hz).
Tyto meze nejsou pevně dané, ale jedná se o průměrné
hodnoty vnímané lidskou populací. S rostoucím věkem
se horní hranice snižuje.
Pokud je frekvence vlnění menší než 16 Hz, jedná
se o infrazvuk (ten slyší například sloni).
Při větší frekvenci než 20 kHz se jedná o ultrazvuk
(ten mohou slyšet například psi nebo netopýři).
4
Zdroje zvuku
Zdrojem zvuku jsou chvějící se pružná tělesa.
Vyzkoušejte:
1. Pravítko položte přes hranu stolu.
Rozkmitejte přečnívající část pravítka.
Poslouchejte zvuk, který vibrující pravítko vydává.
Postupně přečnívající část zkracujte.
2. Porovnejte chvění plastového a dřevěného pravítka.
Závěry:
1. Kratší pravítko vibruje rychleji než delší
a zvuk má vyšší frekvenci.
2. Dřevěné pravítko je tužší a kmitá rychleji.
5
Akustika
Akustika je část fyziky, která se zabývá studiem:
vzniku a šíření zvuku,
jeho vlastnostmi,
působení zvuku na člověka,
využití zvuku v praxi.
6
Ladička
Ladička je zdroj zvuku s přesně definovanou
frekvencí (440 Hz - tón komorní a).
7
Kmitání ladičky
Ladička je tvořena dvěma kovovými rameny ve tvaru
písmene U.
Ladičku rozezníme jemným
klepnutím pružného kladívka.
Její ramena příčně kmitají,
rozkmitávají i okolní vzduch
a tak vzniká zvuk.
8
Kmitání ladičky
Časový průběh kmitání ladičky můžeme zaznamenat do sazí.
Konec ramen ladičky koná po rozeznění harmonické kmity.
Ve vrstvičce sazí je zaznamenána (přibližně) sinusovka.
Dnes můžeme samozřejmě zvuk ladičky zaznamenat
mikrofonem a zobrazit třeba na obrazovce osciloskopu.
rozšiřující učivo
9
Hudební nástroje
strunné (kytara, housle)
Při chvění na struně vzniká příčné stojaté vlnění.
Oba konce struny jsou stále v klidu a vytvářejí tedy uzly.
Ostatní body kmitají s různou amplitudou výchylky.
10
Hudební nástroje
dechové (píšťala, trubka, klarinet,…)
U dechových nástrojů vzniká podélné stojaté
vlnění vzduchového sloupce.
11
Elektronické zdroje zvuku
reproduktory
elektronické hudební nástroje
tónový generátor, který může
jednoduše a v širokých mezích
měnit kmitočet případně
i časový průběh signálu.
12
Periodické zvuky
Periodické zvuky nazýváme hudební zvuky nebo tóny.
Tóny dělíme na:
jednoduché (harmonické) – časový průběh je
sinusovka
Zdrojem harmonického zvuku
je ladička nebo tónový generátor.
13
Periodické zvuky
složené – mají časový průběh složitější.
Zdrojem složeného periodického zvuku jsou
hudební nástroje a lidské hlasivky při vyslovování
samohlásek.
14
Neperiodické zvuky
vnímáme jako hluk
nemají dobře definovanou periodu; s časem se
výrazně nebo chaoticky mění.
Patří k nim různé šumy, praskot, údery apod. i
zvuky bicích nástrojů. Neperiodický průběh mají
také souhlásky.
15
KONEC
16
ROZŠIŘUJÍCÍ UČIVO
Nejstarší záznam hlasu
Pořídil jehlou do vrstvy sazí na papíře pařížský vynálezce
Édouard-Léon Scott de Martinville, a to v roce 1860 – tedy 17 let
před Edisonovým vynálezem fonografu! Tento záznam se podařilo
na jaře 2008 americkým vědcům zrekonstruovat díky optickému
naskenování a počítačovému zpracování. (K dispozici je například
na Wikipedii.)
17
ROZŠIŘUJÍCÍ UČIVO
Fonograf
je první přístroj na nahrávání a reprodukci hlasu. Jeho vynálezcem byl roku
1877 Thomas Alva Edison, který si jej 19. února 1878 nechal patentovat.
Záznam na fonografu byl uchováván na válečku.
Váleček byl zhotoven z kovu a byla do něj vysoustružena spirálová drážka, která
vedla jehlu. Edison přes tento váleček u svého původního přístroje
nalepil staniol (u pozdějších fonografů se namísto staniolu používala vrstva
vosku). Záznam se prováděl přes kovový trychtýř, který zesiloval zvuk, a dno
měl přelepené membránou (původně z rybího plynového měchýře). Na konci
membrány byla přilepená jehla. Při záznamu se akustické kmity membrány
přenášely na jehlu a ta protlačovala staniol. Při snímání se naopak kmity jehly
přenášely na membránu a ta kmitáním vytvářela zvuk.
18
ROZŠIŘUJÍCÍ UČIVO
Sirény
Sirény jsou mechanická zařízení vydávající stálý
nebo kolísavý tón.
Savartova
Seebeckova
19
ROZŠIŘUJÍCÍ UČIVO
Savartova siréna
Zuby rotujícího ozubeného kotouče rozechvějí
pružný pásek. Frekvence zvuku sirény závisí na
počtu zubů a frekvenci otáčení.
Při větším počtu ozubených kotoučů na společné
ose znějí tóny po přiblížení pásku k různým
kotoučům různých frekvencí.
f  n  f kola
20
ROZŠIŘUJÍCÍ UČIVO
Seebeckova siréna
Má rotující kotouč s pravidelně rozmístěnými otvory.
Tryskou na kotouč v místě otvorů foukáme vzduch.
Je-li na kotouči více řad otvorů (s různým počtem n),
může znít siréna při stejných otáčkách různými tóny
podle toho, na kterou řadu proud vzduchu míří.
f  n  f kola
21
Maso mají sice všichni rádi,
ale to není
správná odpověď
22
Kdyby pes nekňučel, snadno bychom zapomněli,
že potřebuje na procházku.
Bez zvuku, bychom nemuseli poslouchat nudný
výklad učitele.
Rocková skupina by neměla fanoušky.
správná odpověď
23
Zdroje textu a obrázků
LEPIL, O. Fyzika pro gymnázia, Mechanické kmitání a vlnění.
3. přepracované vydání Praha: Prometheus 2002.
ISBN 80-7196-216-3.
http://physicswithothon.wikispaces.com/Week+Two+-+2nd+block http://www.education.com/sciencefair/article/sound-longitudinal-waves/
http://bookbuilder.cast.org/view_print.php?book=44338
http://kdf.mff.cuni.cz/vyuka/psp1/lib/exe/fetch.php?w=&h=&cache=cache&media=ii_2_1.jpg
http://www.shelbycollinge.com/mindmagic.html
http://www.note4piano.com/EN/catalog.php?action=showitem&numart=WITTN0106&ve=scores
http://www.asc-csa.gc.ca/eng/educators/resources/neemo/sound/speech.asp
http://lac.karlov.mff.cuni.cz/KmitMain/Kmitani/ises/ladicka.htm
http://www.phys.unsw.edu.au/jw/woodwind.html
http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Old_violin.jpg
http://www.mujpioneer.cz/cz/nav/produkty/audio-video/reproduktory/regalove-reproduktory/cs-3070
http://www.buzzle.com/articles/electric-guitar-packages.html
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Schwingende_Saiten.svg
http://labspace.open.ac.uk/mod/resource/view.php?id=437048
http://www.soulpurposeinstitute.com/blogs/posts?page=1
http://miichal.bloguje.cz/tema-1-java-projekty.php
http://violinnotes.info/violin/violinsizes/
24
http://jlswbs.wordpress.com/category/hudba-a-zvuk/