Zvuk
Zvuk môže znamenať aj vodnú plochu, napríklad záliv alebo kanál.
Zvukovú vlnu môžeme definovať ako poruchu, ktorá sa šíri nejakým prostredím. Zvuk je pojem, ktorý opisuje to, čo počujeme, keď zvukové vlny prechádzajú cez nejaké médium k uchu. Všetky zvuky vznikajú kmitaním molekúl, cez ktoré zvuk prechádza. Keď sa napríklad udrie na bubon alebo činel, predmet sa rozkmitá. Tieto vibrácie spôsobujú pohyb molekúl vzduchu. Zvukové vlny sa pohybujú smerom od zdroja zvuku (odkiaľ vyšli) a putujú po molekulách vzduchu. Keď sa vibrujúce molekuly vzduchu dostanú k našim ušiam, rozvibruje sa aj bubienok. Kosti ucha vibrujú rovnakým spôsobom ako predmet, ktorý spustil zvukovú vlnu.
Tieto vibrácie umožňujú počuť rôzne zvuky. Aj hudba je vibrácia. Nepravidelné vibrácie sú hluk. Ľudia môžu vydávať veľmi zložité zvuky. Používame ich na reč.
Zvukové vlny sú pozdĺžne vlny s dvoma časťami: kompresiou a rednutím. Kompresia je tá časť zvukových vĺn, pri ktorej sa molekuly vzduchu stláčajú k sebe. Rarefakcia je časť vĺn, v ktorej sa molekuly od seba vzďaľujú. Zvukové vlny sú postupnosťou kompresie a riedenia.
Rýchlosť zvuku
Zvukové vlny sa môžu šíriť cez pevné látky, kvapaliny a plyny, ale nemôžu sa šíriť cez vákuum (miesto, v ktorom nie je nič). Preto sa astronauti nemôžu vo vesmíre rozprávať: potrebujú rádio, aby sa navzájom počuli. Zvuk sa môže šíriť vodou rýchlejšie ako vzduchom a ešte rýchlejšie v pevných látkach, ako je kameň, železo a oceľ. Vo vzduchu sa zvuk šíri rýchlosťou 335 metrov za sekundu.
Výška a intenzita
Výška tónu je výška alebo nízka výška zvuku. Výška tónu je spôsob, akým ľudia počujú rôzne frekvencie. Frekvencia je určená počtom kmitov za sekundu. Napríklad najvyšší kláves na klavíri zavibruje 4 000-krát za sekundu. Jej frekvencia je 4000 hertzov (Hz) alebo 4 kilohertzy (kHz). Nižšie klávesy majú nižšie frekvencie. Tón o oktávu vyšší ako iný tón má dvojnásobnú frekvenciu tohto tónu.
Intenzita zvuku vyjadruje, koľko zvukovej energie prejde metrom štvorcovým za jednu sekundu. Zvukové vlny s vyššou amplitúdou (väčšími kmitmi) majú vyššiu intenzitu. Intenzita zvuku je vyššia bližšie k zdroju zvuku. Vo väčšej vzdialenosti je menej intenzívna. Zákon obráteného štvorca ukazuje, ako sa intenzita zvuku zmenšuje, keď je ďalej od zdroja. "Inverzný štvorec" hovorí, že keď sa vzdialenosť vynásobí číslom, intenzita zvuku sa vydelí týmto číslom na druhú (číslo vynásobené samým sebou). Teda dvojnásobná vzdialenosť znamená štvrtinovú intenzitu.
Intenzita zvuku môže byť veľmi rozdielna. Môžu sa pohybovať od 0,000000000001, ktoré je sotva počuť, až po 1 W/m2 (bolestivo hlasný). Vďaka decibelovej stupnici sa s číslami intenzity zvuku ľahšie pracuje. Intenzita 0,000000000001 W/m2 je 0 dB (decibelov). Keď sa číslo decibelov zvýši o 10, intenzita je desaťkrát väčšia. Takže intenzita 1 W/m2 je 120 dB.
Hlasitosť je spôsob, akým ľudia vnímajú intenzitu zvuku. Hlasitosť závisí od intenzity zvuku, frekvencie zvuku a sluchu človeka.
Počuť a nevidieť
Počuteľný zvuk má frekvencie od 20 Hz do 20 kHz. Ľudia počujú počuteľný zvuk. Zvukové vlny s frekvenciou nad 20 kHz sa nazývajú ultrazvukové vlny. Zvukové vlny s frekvenciou pod 20 Hz sa nazývajú infrazvukové vlny. Ľudské bytosti nepočujú ultrazvukové a infrazvukové vlny, ale niektoré zvieratá, ako napríklad netopiere a delfíny, ich využívajú. Starší ľudia majú ešte menší rozsah sluchu. Ľudia najlepšie počujú zvuky s frekvenciou od 1000 Hz do 6000 Hz.
Dopplerov efekt
Keď sa zdroj zvuku pohybuje smerom k niekomu, zdá sa, že frekvencia sa zvyšuje. To isté sa deje, keď sa niekto pohybuje smerom k zdroju zvuku. Zdá sa, že frekvencia klesá, keď sa niekto od zdroja zvuku vzďaľuje. Zdá sa, že sa znižuje aj vtedy, keď sa zdroj zvuku od niekoho vzďaľuje. Tento jav sa nazýva Dopplerov jav.
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to zvuk?
Odpoveď: Zvuk je druh vlnenia, ktoré vzniká vibráciami molekúl. Môžeme ho počuť, keď sa dostane cez médium k uchu.
Otázka: Ako vznikajú zvuky?
Odpoveď: Zvuky vznikajú vibráciami molekúl. Napríklad, keď niekto udrie na bubon alebo činel, predmet sa rozkmitá a spôsobí pohyb molekúl vzduchu, ktorý vytvára zvukové vlny.
Otázka: Aké sú tri rôzne médiá, ktorými sa zvuk šíri?
Odpoveď: Tri rôzne prostredia, ktorými sa zvuk šíri, sú pevné látky, kvapaliny a plyn.
Otázka: Čo spôsobuje zvukové vlny?
Odpoveď: Zvukové vlny sú spôsobené kmitaním molekúl vzduchu. Keď sa nejaký predmet rozkmitá, molekuly vzduchu sa dajú do pohybu a tie potom vytvárajú zvukové vlny.
Otázka: Ako počujeme zvuky?
Odpoveď: Zvuky počujeme, keď sa kmitajúce molekuly vzduchu dostanú do našich uší a spôsobia, že náš bubienok začne kmitať rovnakým spôsobom ako predmet, ktorý pôvodne spustil zvukovú vlnu.
Otázka: Sú všetky zvuky pravidelné vibrácie?
Odpoveď: Nie, nie všetky zvuky sú pravidelné vibrácie; nepravidelné vibrácie tvoria hluk, zatiaľ čo ľudia môžu vytvárať veľmi zložité zvuky pre reč.
Otázka: Čo je kompresia a riedenie z hľadiska zvukových vĺn?
Odpoveď: Kompresia je časť zvukovej vlny, pri ktorej sa molekuly vzduchu tlačia k sebe, zatiaľ čo riedenie je časť vlny, pri ktorej sa molekuly vzduchu od seba vzďaľujú - tieto dve časti vytvárajú postupnosť známu ako zvuková vlna.
