Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno Číslo a název projektu:CZ.1.07/1.5.00/ – Investice do vzdělání nesou nejvyšší úrok Autor:Mgr. Dagmar Hajdová Tematická sada: Opakování základních poznatků středoškolské fyziky (vybrané tématické celky) + bonus Téma:Akustika Číslo materiálu:VY_32_INOVACE_01_15

Anotace: Prezentace je určena k opakování tématického celku Akustika. Obsahuje osmnáct otázek různé obtížnosti (1-3 body) ukrytých v interaktivní tabulce. K přechodu na snímek s odpovědí slouží obrázek pod otázkou, zpět na základní tabulku „smajlík“ v pravém dolním rohu snímku s odpovědí. Otázka, která již byla řešena, v tabulce zbělá.

Na závěrečný snímek celé prezentace lze přejít přes nadpis nad tabulkou. Doprovodné obrázky (ty, které nejsou přímo součástí otázky nebo odpovědi) jsou přiřazeny s humorným nadhledem, nikoliv jako ilustrace příslušného fyzikálního jevu.

AKUSTIKA 3body 2body 1bod

Uveď podstatu zvuku (co je to vlastně zvuk).

Zvuk je mechanické vlnění o frekvenci přibližně16Hz-16000Hz (tyto frekvence vnímá lidské ucho).

Uveď, čím je určena výška tónu (absolutní).

Absolutní výška tónu je určena frekvencí (u složeného tónu, který obsahuje i vyšší harmonické frekvence, tou základní, tj.nejnižší).

Uveď, čím je určena relativní výška tónu a proč tuto veličinu zavádíme.

Relativní výška tónu je poměr frekvence tohoto tónu a frekvence tónu srovnávacího (v hudební akustice „komorní a“ neboli „a 1 “, v technické praxi „referenční tón“). Zavádíme ji proto, že absolutní výšku tónu většina z nás nedokáže určit sluchem, relativní ano.

Uveď, čím je určena barva tónu co si pod tímto pojmem představit.

Barva tónu je různá vlivem tzv.vyšších harmonických frekvencí, rozlišujeme proto tóny stejné výšky vydávané různými hudebními nástroji, hlasy různých osob apod.

Uveď, jak se značí a v jakých jednotkách se udává veličina intenzita zvuku.

Intenzita zvuku se značí I, jednotka je W.m -2.

Uveď, jak se značí a v jakých jednotkách se udává veličina hladina intenzity zvuku (neboli hlasitost).

Hladina intenzity zvuku (hlasitost) se značí L, jednotka je dB (decibel, bel).

Uveď, jak se nazývá nejmenší intenzita zvuku, kterou jsme schopni vnímat, a naopak největší, kterou sluch snese, a jaké hodnoty intenzity zvuku případně hladiny intenzity zvuku (hlasitosti) tomu přibližně odpovídají.

Jedná se o práh slyšitelnosti a práh bolesti. I S = W.m -2, L S =0dB I B =1W.m -2, L B =120dB (Hodnoty jsou závislé na frekvenci zvuku, uvedené hodnoty platí pro frekvence nejcitlivěji sluchem vnímané.)

Uveď přibližnou velikost rychlosti zvuku ve vzduchu.

Rychlost zvuku ve vzduchu závisí na teplotě, přibližná hodnota je 340m/s.

Uveď vztah mezi hladinou intenzity zvuku (hlasitostí) a intenzitou zvuku.

L – hladina intenzity zvuku (hlasitost) I – intenzita zvuku I 0 – intenzita prahu slyšitelnosti

Vysvětli, proč se kromě veličiny intenzita zvuku zavádí i veličina hladina intenzity zvuku - hlasitost (a s čím která z nich úzce souvisí).

Intenzita zvuku souvisí s energií vysílanou zdrojem zvuku (s výkonem, který prochází nějakou plochou), kdežto hladina intenzity zvuku (hlasitost) odpovídá intenzitě našeho sluchového vjemu. Vztah mezi oběma veličinami je logaritmický, intenzitě zvuku zvýšené proti prahu slyšitelnosti desetkrát odpovídá tedy hlasitost 10dB, ale stokrát 20dB, tisíckrát 30dB…

Uveď, jak se nazývá mechanické vlnění s frekvencí nižší než zvuk a s frekvencí vyšší než zvuk.

Jedná se o infrazvuk a ultrazvuk.

Uveď alespoň tři oblasti využití ultrazvuku.

Ultrazvuk se využívá například: - v lékařství -k měření hloubky moří -v ultrazvukové defektoskopii -k asistenci při parkování -k vypuzování plynů z kapalin, roztavených kovů, skla apod.

Uveď, čeho se týká Dopplerův princip.

Dopplerův princip se týká frekvence, kterou vnímá posluchač, jestliže se on nebo zdroj zvuku pohybují vzhledem ke klidnému prostředí.

Uveď, jak to bude s frekvencí, kterou vnímá posluchač, jestliže se rychlostí v (vzhledem ke klidnému prostředí) nejdříve blíží posluchač ke zdroji zvuku a potom zdroj zvuku k posluchači. a)frekvence bude v obou případech shodná, navíc shodná i s případem, že by se ani posluchač ani zdroj zvuku nepohyboval b)frekvence bude v obou případech shodná, ale vyšší, než kdyby se ani posluchač ani zdroj zvuku nepohyboval c)frekvence bude v obou případech shodná, ale nižší, než kdyby se ani posluchač ani zdroj zvuku nepohyboval d)frekvence bude v každém z uvedených případů jiná, ale v obou případech vyšší, než kdyby se ani posluchač ani zdroj zvuku nepohyboval e)frekvence bude v každém z uvedených případů jiná, ale v obou případech nižší, než kdyby se ani posluchač ani zdroj zvuku nepohyboval

Správná odpověď je d), frekvence bude v každém z uvedených případů jiná, ale v obou případech vyšší, než kdyby se ani posluchač ani zdroj zvuku vzhledem ke klidnému prostředí nepohybovali.

Vysvětli princip ozvěny.

Dva po sobě jdoucí zvuky rozlišíme, jestliže mezi nimi uplyne alespoň 0,1s. Pokud se k nám odražený zvuk vrátí až po této době, vzniká jednoslabičná ozvěna (tedy asi pro 17m vzdálenou překážku; pokud je překážka blíž, splývá odražený zvuk s původním a pouze se prodlužuje o tzv. dozvuk).

Uveď, zda se v kapalinách a v pevných látkách šíří zvuk rychleji, pomaleji nebo stejně rychle jako ve vzduchu.

V kapalinách a pevných látkách se šíří zvuk rychleji, například ve vodě přibližně (souvisí s teplotou)1500m/s, v oceli přibližně 5000m/s.

Uveď, jak lze z délky struny vypočítat frekvenci základního tónu, který struna vydává.

Na koncích struny vzniknou uzly stojatého vlnění, délka struny proto odpovídá polovině vlnové délky.

Vysvětli na struně pojem „vyšší harmonické frekvence“.

Jestliže rozkmitáme strunu, vznikne na ní stojaté vlnění. Na koncích struny jsou uzly. Frekvence základního tónu odpovídá situaci, kdy na délce struny vznikne jedna „půlvlna“ – viz obr.a) S menší intenzitou ale vzniknou i „vyšší harmonické frekvence“ (násobky základní frekvence) – viz obr.b),c),… a) b) c)

Díky za spolupráci a těším se zase příště… Autorka: Dagmar Hajdová Zdroj doprovodných obrázků: Galerie MS Office