Radnici na pistama u zračnim lukama uz radnu odjeću nose i slušalice na ušima. Što mislite zašto?
Radnici na pistama u zračnim lukama nose radnu odjeću.
Nose slušalice na ušima.
Što mislite zašto?
Intenzitet zvuka
Zvučni valovi su mehanički valovi te prenose energiju kroz sredstvo. Energiju koja prođe okomito kroz jediničnu površinu (S) u jedinici vremena (t) zovemo jakost ili intenzitet zvuka (I).
[latex]I=\frac{E}{S\cdot t}[/latex]
Zvučni valovi su mehanički valovi.
Prenose energiju kroz sredstvo.
Energiju koja prođe okomito kroz jediničnu površinu (S) u jedinici vremena (t) zovemo jakost ili intenzitet zvuka (I).
[latex]I=\frac{E}{S\cdot t}[/latex]
Snaga je energija po jedinici vremena.
[latex]P=\frac{E}{t}[/latex]
Snaga je energija po jedinici vremena.
[latex]P=\frac{E}{t}[/latex]
Intenzitet zvuka je snaga izvora zvuka po jedinici površine.
[latex]I=\frac{P}{S}[/latex]
Jedinica za intenzitet zvuka je Wm-2 (vat po metru kvadratnom).
Intenzitet zvuka je snaga izvora zvuka po jedinici površine .
[latex]I=\frac{P}{S}[/latex]
Jedinica za intenzitet zvuka je Wm-2 (vat po metru kvadratnom).
Razina jakosti zvuka
Zvuk je val, stoga njegovu vrijednost možemo opisati valnim veličinama, kao što su valna duljina i frekvencija.
Čovjek čuje zvuk frekvencije 20 - 20000 Hz. Uz zvuk se češće veže pojam intenziteta ili jakost zvuka. Ljudsko uho razlikuje intenzitet zvuka od jedva čujnog do jakosti zvuka koja izaziva bol.
Najniži intenzitet zvuka kojeg čujemo, tvz. prag čujnosti, je I0 = 10-12 Wm-2.
Najveći zvučni intenzitet kojeg čujemo je oko 10 Wm-2.
Omjer najmanjeg i najvećeg intenziteta zvuka kojeg čovjek čuje ima veliku vrijednost (1013). Uvodi se nova veličina, razina jakosti zvuka L, koja je izražena u logaritmu omjera intenziteta.
Razina jakosti zvuka izvora L izražena je kao:
[latex]L=\log \frac{I}{I_0}[/latex]
Pri čemu je je I0 = 10-12 Wm-2, a I je intenzitet nekog izvora zvuka.
Razina jakosti zvuka
Zvuk je val.
Njegovu vrijednost možemo opisati valnim veličinama kao što su valna duljina i frekvencija.
Čovjek čuje zvuk frekvencije (f) od 20 - 20000 Hz.
Uz zvuk se češće veže pojam intenziteta ili jakost zvuka.
Ljudsko uho razlikuje intenzitet zvuka od jedva čujnog do jakosti zvuka koja izaziva bol.
Najniži intenzitet zvuka kojeg čujemo, tvz. prag čujnosti, je I0 = 10-12 Wm-2.
Najveći intenzitet zvuka koje čujemo je oko 10 Wm-2.
Omjer najmanjeg i najvećeg intenziteta zvuka kojeg čovjek čuje ima veliku vrijednost (1013).
Uvodi se nova veličina, razina jakosti zvuka L.
Izražena je u logaritmu omjera intenziteta.
Razina jakosti zvuka izvora L izražena je kao:
[latex]L=\log \frac{I}{I_0}[/latex]
Pri čemu je je I0 = 10-12 Wm-2, a I intenzitet nekog izvora zvuka.
Razina zvuka L je relativni intenzitet zvuka koji je izražen kao logaritam omjera stvarnoga intenziteta I i najnižega intenziteta zvuka koji može čuti ljudsko uho I0.
Mjerna jedinica za razinu jakosti zvuka je bel (B), prema Grahamu Bellu, izumitelju telefona.
To je bezdimenzijska jedinica za razinu jednaka desetinskomu logaritmu omjera stvarnoga intenziteta i zadanoga najmanjeg intenziteta.
Umjesto jedinice bel upotrebljava se češće njezina decimalna jedinica decibel (dB), pri čemu vrijedi
1B = 10dB
Prag čujnosti iznosi 0 dB, a granica boli je na 130 - 140 dB te uzrokuje bol i fizičko oštećenje bubnjića uha.
Mjerna jedinica za razinu jakosti zvuka je bel (B),prema Grahamu Bellu izumitelju telefona.
To bezdimenzijska jedinica za razinu jednaka desetinskomu logaritmu omjera stvarnoga intenziteta i zadanoga najmanjeg intenziteta.
Umjesto jedinice bel upotrebljava se češće njezina decimalna jedinica decibel (dB).
Pri čemu vrijedi
1B=10dB
Prag čujnosti iznosi 0 dB.
130 - 140 dB uzrokuje:
- bol
- fizičko oštećenje bubnjića uha.
Zadatak
Kolika je razina zvuka čiji je intenzitet 10-5 Wm-2?
[latex]I=10^{–5}\operatorname{Wm^{-2}}[/latex]
[latex]L=?[/latex]
[latex]L=10\log \frac{I}{I_0}[/latex]
[latex]L=10\log \frac{10^{–5}}{10^{–12}}[/latex]
[latex]L=10\log 10^7[/latex]
[latex]L=70\operatorname{dB}[/latex]
Visina tona i boja zvuka
Visina tona i boja zvuka su kvalitete kojima se opisuje različitost zvuka kojeg stvara glazbeni instrument ili prirodni izvor. Visina tona je određena frekvencijom zvuka, a boja tona je određena valnim oblikom zvučnog vala. Različiti izvori daju različite visine i boje tona.
Visina tona i boja zvuka
Visina tona i boja zvuka su kvalitete kojima se opisuje različitost zvuka.
Taj zvuk stvara glazbeni instrument ili prirodni izvor.
Visina tona je frekvencija zvuka.
Boja tona je valni obilk zvučnog vala.
Različiti izvori daju različite visine i boje tona.
Glasnoća zvuka
Često kažemo da su neki izvori zvuka jako glasni. To je osjet jakosti zvuka u ljudskom uhu. Dojam glasnoće ovisi o intenzitetu i frekvenciji zvuka. Isti intenzitet s različitom frekvencijom stvara dojam drugačije glasnoće. Kako bismo odredili glasnoću nekog zvuka, uspoređujemo ga sa zvukom frekvencije 1000 Hz. Jedinica za glasnoću zvuka je fon.
Jakost zvuka od 2,5 ∙ 10-12 Wm-2 odgovara jakosti glasa od nula fona.
Glasnoća zvuka
Često kažemo da su neki izvori zvuka jako glasni.
To je osjet jakosti zvuka u ljudskom uhu.
Dojam glasnoće ovisi o:
- intenzitetu zvuka,
- frekvenciji zvuka.
Isti intenzitet s različitom frekvencijom stvara dojam drugačije glasnoće.
Da bi odredili galasnoću nekog zvuka uspoređujemo ga s zvukom frekvencije 1000 Hz.
Jedinica za glasnoću zvuka je fon.
Jakost zvuka od 2,5 ∙ 10-12 Wm-2 odgovara jakosti glasa od nula fona.
Interferencija i rezonancija zvučnih valova
Znamo da je zvuk mehanički val. Svojstva mehaničkog vala i pojave kojima ga opisujemo spomenuli smo u prethodnom modulu.
Pogledajmo valne pojave interferencija kod valova zvuka.
Zvuk je mehanički val.
Svojstva mehaničkog vala i pojave kojima ga opisujemo spomenuli smo u prethodnom modulu.
Pogledajmo valne pojave (kao što je interferencija) kod valova zvuka.
Pokus - interferencija zvučnih valova
Pojavu interferencije valova upoznali ste u prethodnom modulu.
Valovi zvuka također interferiraju.
Na video pokusu promatramo interferenciju valova nastalih titranjem glazbene vilice.
Pojavu interferencije valova upoznali ste u prethodnom modulu.
Valovi zvuka također interferiraju.
Na video pokusu promatramo interferenciju valova nastalih titranjem glazbene vilice.
Interferencija valova
Kada glazbena vilica prolazi kroz limeni prorez, dolazi do pojačavanja zvuka jer se valovi reflektiraju na plohi i konstruktivno interferiraju.
Kada glazbena vilica prolazi kroz limeni prorez, dolazi do pojačavanja zvuka.
To je zato jer se valovi reflektiraju na plohi i konstruktivno interferiraju.
Pokus - zvučni udari
Poseban slučaj interferencije nastaje kada imamo dvije glazbene vilice jednakih frekvencija. One su međusobno razmaknute oko 20 cm, a frekvenciju jedne neznatno promijenimo stavljajući uteg na krak.
Pogledajmo što se događa s tonom kada istovremeno udarimo glazbene vilice.
Zvučni udari
Poseban slučaj interferencije nastaje kada imamo dvije glazbene vilice jednakih frekvencija.
One su međusobno razmaknute oko 20 cm.
Frekvenciju jedne glazbene vilice neznatno promijenimo stavljajući uteg na krak.
Pogledajmo što se događa s tonom kada istovremeno udarimo glazbene vilice.
Udari
Nakon što smo zatitrali obje glazbene vilice, čujemo promjenu intenziteta tona. Ta promjena intenziteta se mijenja u vremenu i zovemo ju udari.
Valni izgled udara je prikazan na dnu snimke pokusa.
Promjenu intenziteta tona čujemo nakon što smo zatitrali obje glazbene vilice.
Ta promjena intenziteta se mijenja u vremenu i zovemo ju udari.
Valni izgled udara je prikazan na dnu snimke pokusa.
Pokus - rezonancija valova zvuka
Pojavu rezonancije valova objasnili smo u prethodnom modulu..
Rezonantne kutije pojačavaju zvuk pojedine glazbene vilice. Pogledajmo rezonanciju između dviju glazbenih vilica.
Rezonancija valova zvuka
Pojavu rezonancije valova objasnili smo u prethodnom modulu.
Rezonantne kutije pojačavaju zvuk pojedine glazbene vilice.
Pogledajmo rezonanciju između dviju glazbenih vilica.
Rezonancija zvučnih valova
Za znatiželjne i one koji žele znati više
Ultrazvuk i infrazvuk
Ultrazvuk su zvučni valovi frekvencije iznad 20 kHz. Ultrazvuk se primjenjuje u brojnim uređajima. Primjer su sonde za određivanje dubine mora i otkrivanje jata riba. Mjerimo vrijeme potrebno da se emitirani val reflektira i vrati natrag.
U medicini se ultrazvuk koristi za snimanje i dijagnostiku različitih organa i struktura u tijelu.
Najčešće se koristi ultrazvuk frekvencije od 1 do 5 MHz, a brzina u ljudskom tijelu je približno kao i brzina zvuka u vodi - 1500 ms-1.
Različita tkiva imaju različitu gustoću te se ultrazvučni val širi kroz njih različitom brzinom. Također, na granici različitih gustoća dolazi do refleksije i loma vala, a ta područja će registitrati uređaj za ultrazvuk. Na osnovu tih podataka nastaje slika oblika organa i njegove unutarnje strukture.
U medicini se ultrazvuk koristi i za razbijanje žučnih kamenaca ili sitnih kalcifikata u zglobovima.
Ultrazvuk su zvučni valovi frekvencije iznad 20 kHz.
Ultrazvuk se primjenjuje u brojnim uređajima. Primjer su sonde za određivanje dubine mora i otkrivanje jata riba.
Mjerimo vrijeme potrebno da se emitirani val reflektira i vrati natrag.
U medicini se ultrazvuk koristi za snimanje i dijagnostiku različitih organa i struktura u tijelu.
Najčešće se koristi ultrazvuk frekvencije od 1 - 5 MHz.
Brzina u ljudskom tijelu je približno kao i brzina zvuka u vodi - 1500 ms-1.
Različita tkiva imaju različitu gustoću te se ultrazvučni val širi kroz njih različitom brzinom. Također, na granici različitih gustoća dolazi do refleksije i loma vala, a ta područja će registitrati uređaj za ultrazvuk. Na osnovu tih podataka nastaje slika oblika organa i njegove unutarnje strukture.
U medicini se ultrazvuk koristi i za razbijanje žučnih kamenaca ili sitnih kalcifikata u zglobovima.
U prirodi neke životinje proizvode ultrazvuk kako bi se orijentirale u prostoru.
Šišmiši ispuštaju zvukove do 100 kHz koji se odbijaju od prepreke i tako im omogućavaju orijentaciju i lov po mraku.
Ultrazvuk čuju i psi, mačke, miševi, ribe, dupini, kitovi i noćni leptiri.
U prirodi neke životinje proizvode ultrazvuk kako bi se orijentirale u prostoru.
Šišmiši ispuštaju zvukove do 100 kHz.
Oni se odbijaju od prepreke.
Tako im omogućavaju orijentaciju i lov po mraku.
Ultrazvuk čuju: psi, mačke, miševi, ribe, dupini, kitovi i noćni leptiri.
Infrazvuk
Infrazvuk je zvuk frekvencije manje od 16 Hz. Tako niska frekvencija je ispod čujnosti ljudskog uha, ali se može osjetiti kao titranje u tijelu.
Brojni uređaji proizvode infrazvuk: turbine, vjetroelektrane, avioni, bušilice, eksplozije, bas zvučnici... U prirodi se infrazvuk javlja kod potresa, vodopada, oluja i kao posljedica atmosferskih pojava. Neke životinje proizvode zvuk niske frekvencije za komunikaciju, npr. slonovi, nosorozi, kitovi... Gepard ispušta zvuk niske frekvencije kako bi obilježio i upozorio na svoje područje, dok domaća mačka iskazuje zadovoljstvo infrazvukom kad prede.
Infrazvuk može izazvati ozbiljne zdravstvene poteškoće. Ako dođe do rezonancije s ljudskim organima, mogu nastati ozbiljna oštećenja.
Infrazvuk
Infrazvuk je zvuk frekvencije manje od 16 Hz.
Tako niska frekvencija je ispod čujnosti ljudskog uha.
Može se osjetiti kao titranje u tijelu.
Brojni uređaji proizvode infrazvuk (turbine, vjetroelektrane, avioni, bušilice, eksplozije, bas zvučnici...)
U prirodi se infrazvuk javlja kod potresa, vodopada, oluja i kao posljedica atmosferskih pojava.
Neke životinje proizvode zvuk niske frekvencije za komunikaciju (slonovi, nosorozi, kitovi...).
Gepard ispušta zvuk niske frekvencije kako bi obilježio i upozorio na svoje područje.
Domaća mačka iskazuje zadovoljstvo infrazvukom kad prede.
Infrazvuk može izazvati ozbiljne zdravstvene poteškoće.
Ako dođe do rezonancije s ljudskim oragnima, mogu nastati ozbiljna oštećenja.
Mjerenje infrazvuka u prirodi
Infrazvuk se javlja u prirodi i kao posljedica međudjelovanja atmosfere, oceana i tla. Nastale promjene u atmosferskom tlaku odgovaraju zvuku niske frekvencije od 3,21 mHz do 20Hz.
Ovisno o energiji izvora vala, takvi infrazvučni valovi se mogu širiti nekoliko tisuća kilometara duž Zemljine površine. To omogućava znanstvenicima da istražuju geofizičke pojave na velikim udaljenostima i detektiraju eksplozije.
Brojne zemlje sudjeluju u postavljanju postaja koje mjere infrazvučne valove i tako prikupljaju podatke o različitim pojavama u atmosferi (gromovi, kuglaste munje, pojave na polovima...) i u tlu (vulkanske erupcije, potresi, padovi meteorita...).
Mjerenje infrazvuka u prirodi
Infrazvuk se javlja u prirodi i kao posljedica međudjelovanja atmofere, oceana i tla.
Nastale promjene u atmosferskom tlaku odgovaraju zvuku niske frekvencije, od 3,21 mHz do 20 Hz.
Ovisno o energiji izvora vala, takvi infrazvučni valovi se mogu širiti nekoliko tisuća kilometra duž Zemljine površine.
To omogućava znanstvenicima da istražuju geofizičke pojave na velikim udaljenostima i detektiraju eksplozije.
Brojne zemlje sudjeluju u postavljanju postaja koje mjere infrazvučne valove.
Tako prikupljaju podatke o:
- različitim pojavama u atmosferi (gromovi, kuglaste munje, pojave na polovima...)
- tlu (vulkanske erupcije, potresi, pad meteorita...).
Brojne zemlje podržavaju zabranu vršenja nadzemnih i podzemnih nuklearnih pokusa te su u međunarodnom sustavu za praćenje (IMS) ugovora o sveobuhvatnoj zabrani nuklearnih pokusa (CTBT). Izgrađena je mreža nadzemnih stanica koje, između ostalog, bilježe i infrazvučne valove.
Brojne zemlje podržavaju zabranu vršenja nadzemnih i podzemnih nuklearnih pokusa.
U međunarodnom su sustavu za praćenje (IMS) ugovora o sveobuhvatnoj zabrani nuklearnih pokusa (CTBT).
Izgrađena je mreža nadzemnih stanica.
One između ostalog bilježe i infrazvučne valove.
Sažetak
Intenzitet ili jakost zvuka je je energija koja prođe kroz okomitu površinu u jedinici vremena.
Razina jakosti zvuka L je veličina jednaka logaritmu omjera intenziteta izvora I i najmanjeg intenziteta kojeg čovjek čuje I0. Mjerna jedinica za razinu zvuka je decibel (dB).
Čovjek čuje raspon frekvencija zvuka od 20 do 20000 Hz, odnosno razinu zvuka od 0 do 140 dB.
Intenzitet ili jakost zvuka je je energija koja prođe kroz okomitu površinu u jedinici vremena.
Razina jakosti zvuka L je veličina jednaka logaritmu omjera intenziteta izvora I i najmanjeg intenziteta kojeg čovjek čuje I0.
Mjerna jedinica za razinu zvuka je decibel (dB).
Čovjek čuje raspon frekvencija zvuka od 20 - 20000 Hz, odnosno razinu zvuka od 0 - 140 dB.