Človek je štedro obdarený prírodou, aby mohol pohodlne existovať a spoznávať svet okolo seba. Je schopný vidieť jasné farby, počuť rôzne zvuky, zachytávať vône a vychutnávať si chuť jedla. Jedným z najzložitejších zmyslových orgánov je sluchový orgán, vďaka ktorému človek komunikuje a prijíma väčšinu informácií.
Človek žije v permanentnom svete zvukov, vďaka čomu dostáva nepostrádateľný zdroj informácií o svete, ktorý ho obklopuje. Hukot morského príboja a hukot vetra, štebot vtákov, rozhovory ľudí a vrčanie zvierat, bzučanie hromu sú zdroje zvuku v prírode, ktoré pomáhajú človeku prispôsobiť sa prostrediu.
Ako sa počuje?
Ak sa pozriete do ľudského ucha, môžete vidieť membránu nazývanú tympanická membrána. Tiahne sa pozdĺž tunela vedúceho dovnútra ucha. Vibrácie vzduchu zo zdroja zvuku zasahujú do ušného bubienka, čo spôsobuje aj jeho vibrácie. Za ušným bubienkom je vyplnený kostený priestortri pohyblivé kosti nazývané kladívko, nákovka a strmeň, ktoré sú tak pomenované podľa svojho tvaru. Tieto kosti zachytia vibrácie z ušného bubienka a začnú oscilovať.
Hlbšie v uchu je asi 3 cm dlhý kanálik naplnený tekutinou nazývaný slimák. Vibrácie kostí, ktoré sa pohybujú, vytvárajú v kvapaline vlny, ako vlny v oceáne. Ako riasy pod vodou, tisíce vlasových buniek sa vlnia cez tekutinu. Tieto bunky sú zásadne dôležité pre sluch. Vibrácie, ktoré cez ne prechádzajú, tlačia elektrické impulzy, ktoré putujú cez sluchový nerv do mozgu. Mozog zase premieňa tieto elektrické signály na hudbu, hlasy alebo štebot či štebot vtákov.
Odkiaľ pochádza zvuk?
Aký je zdroj zvuku? Akékoľvek fyzické telo alebo jav, ktorý osciluje so zvukovou frekvenciou, pretože z neho vychádzajúce vlny vznikajú v prostredí. Ľudia vydávajú zvuky pomocou svojich hlasiviek. Ak si počas rozhovoru priložíte ruky k hrdlu, môžete cítiť vibrácie. Takmer vždy je možné identifikovať zdroje zvuku. Zvukové vlny sú ako vlny na pšeničnom poli za veterného dňa. Molekuly vzduchu do seba narážajú a vzďaľujú sa a vlna prechádzajúca vzduchom je len rytmické zmršťovanie a rozpínanie toku molekúl vzduchu – druh vibrácie. Ale aj iné materiály prenášajú zvukové vlny, ako napríklad drevo, ktoré je tiež zdrojom zvuku. Ak kričíte z jednej strany zatvorenédrevené dvere, kričiacemu človeku sa najskôr rozvibrujú hlasivky, ktoré následne rozvibrujú vzduch. Vzduch rozvibruje drevo dvierok a potom sa chvenie prenáša z dvierok do vzduchu a ďalej, na osobu stojacu na druhej strane dvierok. V jaskyni steny neabsorbujú ani neprenášajú zvuky tak, ako to robia dvere. Odrazia ich späť ako zrkadlo svetla. Niektoré údolia v Európe sú známe svojimi ozvenami. Napríklad jeden zvuk z loveckého rohu sa môže opakovať 100-krát, až kým sa konečne nezastaví.
Prírodné zdroje
Bzučanie včely alebo muchy, piskot komára, hlasivky ľudí a zvierat sa považujú za prirodzené zdroje zvuku. Ak si k uchu priložíte veľkú mušľu, môžete počuť vzdialený hluk, pripomínajúci hukot príboja, nie bezdôvodne sa vracia z mora, mnohí si domov prinášajú mušľu so živou spomienkou na more. Akokoľvek sa táto myšlienka môže zdať atraktívna, hluk, ktorý je počuť, nemá nič spoločné s morom. Namiesto toho ucho počuje viacnásobné ozveny všetkých zvukov mimo škrupiny. Medzi prirodzené zdroje zvuku patrí šuchot lístia a spev vtákov, šumenie jari, hromy počas búrky, štebot kobyliek a vŕzganie snehu pod nohami – vymenovanie prírodných zdrojov zvukových vĺn je nekonečné.
Mechanizmus zvukových vĺn
Ozveny sú zvukové vlny, ktoré sa odrážajú od hladkého povrchu a dostávajú sa do ucha. Napríklad, ak kričíte v jaskyni, môžeteo zlomok sekundy neskôr počuť, ako sa váš hlas odráža od stien jaskyne a vrátiť sa späť. Takto funguje mušľa. Najlepšími príkladmi zdrojov zvuku by boli umývadlá, ktoré majú veľa prázdnych komôr. Sú ako izby v prázdnom dome. Steny pri umývadle sú hladké, čo znamená, že zvuky v blízkosti umývadla, aj tie najtichšie, sa v komorách opakujú. Všetka ozvena – od rozprávania ľudí, hudby alebo prírodných zvukov – sa mení na rev. Môže sa k tomu pridať aj tlkot srdca, ktorý naberá a odbíja drez. Krásny efekt mnohých ozvien je počuť zvukom príboja.
Konverzia zvuku
Bez ohľadu na to, ako hlasno človek kričí, po 100-200 metroch ho nikto nebude počuť, okrem toho, že bude kričať do telefónu. Slovo "telefón" je preložené z gréčtiny ako "vzdialený zvuk". Počas telefonického rozhovoru sa zvukové vlny premieňajú na elektrický prúd. Počas príjmu nastáva opačný proces. Takýto prúd dokáže prekonať akúkoľvek vzdialenosť a šíri sa vo vzduchu ako zvukové vlny. V slúchadle je zabudovaný mikrofón, ktorý reaguje na vibrácie vzduchu, ktoré vznikajú počas rozhovoru. Mikrofón premieňa tieto vibrácie na striedavý prúd. Šíri sa po drôtoch telefónnej linky a dostáva sa k účastníkovi na druhom konci linky. Ale keďže človek necíti vibrácie striedavého prúdu, je potrebné ich premeniť na zvukové vibrácie, ktoré je možné počuť. Túto funkciu vykonáva malý reproduktor zabudovaný v slúchadle. Elektrické vlny ovplyvňujú magnetické pole,mení svoju silu. To spôsobí, že membrána začne vibrovať a vytvára zvukové vlny identifikované ako hlas volajúceho.
Aké vlny človek počuje?
Zvukové vlny sa nazývajú iba vlny, ktoré môžu počuť ľudia.
Zvuk sú mechanické vlny určitého rozsahu, ktoré človek dokáže rozlíšiť. Štúdie ukazujú, že ľudské sluchové orgány prijímajú vlny v rozsahu od 16 Hz do 20 000 Hz. Okrem nich existujú vlny, ktorých frekvencia je pod 16 Hz (infrazvuk) a nad 20 000 Hz (ultrazvuk). Nie sú však v rozsahu počuteľnosti a človek ich necíti.
Na obrázku je rozsah ľudského sluchu.
Infrazvuk Zvuk Ultrazvuk
|_|_|_
0 16–20 20 000 Hz
Iné frekvencie sú rozlíšiteľné podľa jednotlivých zvierat alebo hmyzu, vrátane rýb, motýľov, psov a mačiek, netopierov, delfínov.
Ako identifikovať zdroj zvuku? Zdroje sú všetky druhy tiel, ktoré vytvárajú vibrácie so zvukovou frekvenciou (od 16 do 20 000 Hz)
Umelé zdroje
Všetko, čo vytvoril človek, a nie príroda, možno pripísať umelým zdrojom zvuku, príklady: ladička, zvonček, električka, rádio, počítač. Môžete experimentovať, ako vzniká zvuková vlna. Na experiment potrebujete kovové pravítko upnuté vo zveráku. Ak pôsobíte na pravítko, môžete si všimnúť vibrácie, ale nebudete počuť žiadny zvuk. Zároveň sa však v blízkosti pravítka vytvorí mechanická vlna. Rozsah vibrácií pravítka je pod zvukovou frekvenciou, takže osoba zvuk nepočuje. Na základe tejto skúsenosti bolo koncom 19. storočia vynájdené zariadenie s názvom ladička.
Zvuk vzniká iba vtedy, keď telo vibruje na zvukovej frekvencii. Vlny idú rôznymi smermi. Medzi uchom a zdrojom zvuku musí byť médium. Môže to byť plyn, kvapalina, pevný povrch, ale určite to musia byť častice, ktoré prenášajú vlny. Prenos zvukových vibrácií sa vykonáva len tam, kde je takéto prostredie. Ak neexistuje žiadna látka, nebude počuť žiadny zvuk.
Podmienky potrebné na získanie zvuku
Na vytvorenie zvukovej vlny musí byť:
- Zdroj.
- Streda.
- Načúvací prístroj.
- Frekvencia 16-20000 Hz.
- Intenzita.
Vnímanie zvuku je subjektívny proces, ktorý závisí od stavu sluchového orgánu a od duševnej pohody človeka. Mikrofóny fungujú na rovnakom princípe ako uši, len namiesto ušného bubienka mikrofón obsahuje malú tenkú kovovú platničku pripevnenú na magnet. Keď sa tlak vzduchu na platni mení, magnet sa kýve a vznikajú elektrické vibrácie.
Acoustic Achievements
V minulosti ľudia ukladali zvuk rôznymi spôsobmi: na vinylové platne, fotografické filmy alebo ako magnetické častice na magnetickej páske. Počítač ako zdroj zvuku ukladá informácie o aktuálnej úrovni, pravidelne úroveň čítanapätie a každú hodnotu uložte ako číslo. V dnešnej dobe už takmer všetky počítače disponujú zvukovou kartou, ktorá umožňuje nahrávať a prehrávať zvukové správy a hudbu z externých zariadení (mikrofón, magnetofón, CD) alebo spracovávať digitálne zvukové dáta nahraté na digitálnom zdroji zvuku, nosičoch informácií (pevné disky, atď.). DVD, CD, Blu-ray disky) a preneste ich do reproduktorov.
Vývoj digitálnych technológií sa nezastaví. Len za 100 rokov pokrok zvuku pokročil od éry mechanického nahrávania, od hracích boxov až po éru digitálneho nahrávania. Pokroky v akustike sú už teraz úžasné.
Vedci našli spôsob, ako prenášať dáta z počítača do počítača iba pomocou zvuku. Vznikol akustický skalpel schopný oddeliť aj jedinú bunku, nanotechnológovia už vyvíjajú spôsob, ako dobiť mobil pomocou hlasu. V budúcnosti čaká ľudstvo neuveriteľné objavy, v ktorých bude mať zvuk priamu účasť.
