Post on 11-Jan-2016
description
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