12. Mechanické vlnění a zvuk Číslo a název projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0619 OP: Vzdělávání pro konkurenceschopnost Zvyšování vzdělanosti pomocí e-prostoru Název a adresa školy Soukromá střední škola a jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Č. Budějovice, s.r.o., Jeronýmova 28/22, České Budějovice Kód materiálu Klíčová aktivita III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název materiálu 12. Mechanické vlnění a zvuk Autor Mgr. Miroslav Dušek Tematická oblast Fyzika - Akustika Anotace Vzdělávací materiál je určen pro Obchodní akademii a Ekonomické lyceum. Materiál obsahuje výklad k problematice mechanického vlnění a zvuku. Ročník 3.ročník Ekonomické lyceum Datum tvorby září -říjen 2013 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Mechanické vlnění a zvuk

Mechanické vlnění přenos kmitání v látkovém prostředí Šíření vlny a) příčné b)podélné Příčné vlnění - výchylka je kolmá na směr šíření vlny (kruhy na vodě) Podélné vlnění – výchylka je ve směru šíření vlny (obilí ve větru) [1]

Charakteristika vlny Vlnová délka (m) - λ (lambda) – vzdálenost, do které dospěje vlna za periodu T Fáze vlny – vrch, důl Fázová rychlost – v (m.s-1)

Šíření vln Postupná vlna – šíří se prostorem (vodní hladina po vhození kamene) Interference vln – setkání a spojení (zesílení nebo zeslabení dvou a více vln) Stojatá vlna – interference dvou stejných vln, které postupují proti sobě a zdánlivě se zastaví (struna na kytaře) Největší amplituda – kmit, nejmenší – uzel Chvění – stojaté vlnění pružných těles (zdroj zvuku hudebních nástrojů) Struny, desky, tyče, vzduchový sloupec u dechových nástrojů

Stojaté vlnění Stojaté příčné vlnění. Uzly jsou vyznačeny červeně. [2]

AKUSTIKA Zvuk – mechanické vlnění, které vnímáme sluchem šíří se v hmotném prostředí (ve vakuu se zvuk nešíří !!) Hluk – nepravidelný a neperiodický zvuk Tón – čistě harmonický zvuk (komorní a – 440 Hz) Souzvuk – harmonicky současně znějící tóny Infrazvuk – pod 16Hz (zemětřesení, mořské vlny) Ultrazvuk – nad 16 kHz (zvířata – netopýr, delfín, lekařství a technika)

Veličiny zvuku Frekvence – 16Hz – 16kHz – f Intenzita zvuku – I=P/S P…výkon zvukové vlny, S…obsah kolmo nastavené plochy Jednotka – Watt na čtvereční metr ( W.m-1) Hlasitost – logaritmická stupnice intenzity – jednotka bell (B) – podle vynálezce telefonu G.Bella – obyčejně se užívá dB (10x menší jednotka)

[3]

Rychlost zvuku Rychlost –závisí na teplotě a tlaku (za normálního tlaku pa – při teplotě 20°C v = 340 m.s-1 ( 0°C – 331m.s-1, -20°C – 319m.s-1) ve vodě – 1500 m.s-1, ocel – 5000 m.s-1, sklo – 5200 m.s-1 Ozvěna – odraz zvuku od překážky ve vzdálenosti min. 17m Dozvuk – překážka méně než 17m, odraz splývá s vyslaným zvukem ( zhoršuje akustiku sálů a hudebních studií – musí se upravovat pomocí akusticky izolačních materiálů)

Dopplerův jev Christian Doppler (1803-1853) – profesor pražské techniky – roku 1842 – objevil a potvrdil u všech druhů vlnění – u pohybujícího se zdroje zvuku pozorujeme i změnu frekvence ( bližší zdroj – vyšší tón, vzdálený zdroj – nižší tón) Využití – v lékařství ( vyšetření ultrazvukem), policie – měření rychlosti, astronomie -měření rychlosti pohybujících se těles (galaxií) – potvrzeno neustálé rozpínání vesmíru. [4] [5]

ŠTOLL, Ivan,CSc. - Fyzika (pro netechnické obory SOŠ a SOU) Použité zdroje: SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2006. 515 s. ISBN 80-7196-307-0. ŠTOLL, Ivan,CSc. - Fyzika (pro netechnické obory SOŠ a SOU) Prometheus 2007, 260 s., ISBN 978-80-7196-223-6 učebnice s doložkou MŠMT čj.1 527/07-23 ze dne 2.4.2007 HAJKO, Vladimír , DANIEL-SZABO, Juraj - Základy fyziky VEDA 1983 (Bratislava) Použité obrázky: [1] Příčné a podélné vlnění[online]. 2. 9. 2013. [cit. 2.9. 2013]. Dostupný na http://www.devbook.cz/images/img/fyzika/19/img2.png [2] Stojaté vlnění [online]. 2. 9. 2013. [cit. 2.9. 2013]. Dostupný na http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8c/Standing_wave.gif/220px-Standing_wave.gif [ 3] Zvukové hladiny[online]. 2. 9. 2013. [cit. 2.9. 2013]. Dostupný na http://www.audified.com/projekt/vavcjamu/page58/page69/files/screen-shot-2012-08-17-at-9.23.51.png [ 4Christiann Doppler[online]. 2. 9. 2013. [cit. 2.9. 2013]. Dostupný na http://www.astro.cz/_data/images/news/2008/12/30/doppler_s.gif [ 5] Ultrazvukové vyšetření štítné žlázy[online]. 2. 9. 2013. [cit. 2.9. 2013].Dostupný na http://img.ulekare.cz/dbpic/sono_krk-f590_290