Vysvětlíme, co je zvuk, jeho vlastnosti a jak se šíří. Také jaké má vlastnosti a co je hudební zvuk.
Co je zvuk
Když mluvíme o zvuku, máme na mysli šíření mechanických vln způsobených vibrací tělesa tekutinou nebo elastickým prostředím. Tyto vlny mohou nebo nemusí být vnímány živé bytosti, záleží na tvém frekvence.
Existují zvuky slyšitelné lidským uchem a další, které vnímají pouze některé druhy zvířat. Jedná se o akustické vlny produkované oscilací tlaku vzduch, které jsou vnímány uchem a přenášeny do mozku k interpretaci. V případě lidská bytost, tento proces je nezbytný pro sdělení mluvený.
Zvuk se může šířit i do dalších prvků a látek, kapaliny, pevný nebo šumivý, ale často prochází určitými úpravami. Jde o transport energie bez transportu hmoty a na rozdíl od vlny elektromagnetické světlo nebo záření, nemůže se šířit ve vakuu.
Zvuk studuje akustika, odvětví fyzický a strojírenství. Velký zájem je také o fonetika, obor lingvistiky specializovaný na ústní komunikace lidských bytostí v jejich různých jazycích.
Zvukové vlastnosti
Zvuk vzniká, když tělo vibruje, a přenáší tyto vibrace do okolního prostředí ve formě zvukových vln. Ty se pohybují expanzně, průměrnou rychlostí (ve vzduchu) 331,5 m/s, a mohou se odrážet („odrážet“) od různých typů povrchů, čímž dosahují různých efektů ozvěny nebo zkreslení, což často zesiluje jejich účinek. Napájení (jako u ozvučnic nebo reproduktorů).
Zvuk má následující fyzikální vlastnosti:
- Frekvence (F). Je to počet úplných vibrací za sekundu, které zdroj zvuku vytváří a které jsou přenášeny ve vlnách. Zvuk slyšitelný lidmi bude mít frekvenci mezi 20 a 20 000 Hz. Nad tímto rozsahem to bude ultrazvuk slyšitelný nanejvýš některými zvířaty.
- Amplituda. Je to intenzita (akustická síla), kterou obvykle nazýváme «objem«. Amplituda souvisí s množstvím energie přenášené zvukovými vlnami.
- Vlnová délka (λ). Je to vzdálenost, kterou vlna urazí v periodě oscilace, nebo jinými slovy, vzdálenost mezi dvěma po sobě jdoucími maximy oscilace.
- Akustická síla (W). Je to množství energie emitované vlnami za jednotku času. Měří se ve wattech a závisí přímo na amplitudě vlny.
- Frekvenční spektrum. Jde o rozložení amplitud, popř akustická energie, pro každou frekvenci různých vln, které tvoří zvuk.
Jak se šíří zvuk?
Zvuk se šíří v kapalinách, pevných látkách a plynech, ale v prvních dvou se šíří rychleji. Důvodem je stlačitelnost a hustota hmoty mít vliv na přenos vln: tím méně hustota nebo čím větší je stlačitelnost média, tím nižší je rychlost přenosu zvuku. The teplota může věc také ovlivnit.
K šíření zvuku tedy nemůže dojít, pokud neexistuje hmotné prostředí, jehož molekul může vibrovat. Z tohoto důvodu nebylo možné slyšitelně vnímat výbuch ve vesmíru, zatímco zvuk přijíždějícího vlaku se k nám dostává například díky zvukové vlně přenášené vzduchem.
Zvukové vlastnosti
Obecně řečeno, zvuk má čtyři skvělé vlastnosti:
- Výška nebo tón. Podle frekvence se zvuky dělí na výšky (vysoké frekvence), střední (střední frekvence) a basy (nízké frekvence). Frekvence je to, co odlišuje hudební noty od sebe navzájem.
- Doba trvání. Je to doba, po kterou se udržují vibrace, které zvuk vytváří.
- Intenzita. Je to akustický výkon (množství energie za jednotku času) na jednotku vzduchu a měří se v decibelech (db). Člověk slyší zvuk nad 0 db, a vyvolává bolest nad 130 db.
- Domovní zvonek. Je to kvalita, která nám umožňuje rozlišit dva zvuky stejné frekvence a intenzity vydávané různými zdroji. Protože frekvence zvuku obecně není jedinečná, ale existuje základní a další s nižší intenzitou, zabarvení souvisí s intenzitami a variacemi těch dalších frekvencí, které základní frekvenci doprovázejí.
Hudební zvuk
Hudba je rytmický a uspořádaný soubor zvuků, obvykle těch, které pocházejí z hudebních nástrojů a lidského hlasu (písně). Rozdíl mezi hudbou a hlukem je kulturního původu a souvisí s úvahami o harmonii a kráse doby.