Na internete je teraz veľa príležitostí na testovanie ostrosti sluchu online. Ak to chcete urobiť, musíte spustiť video so zvukom, ktorého frekvencia sa zvyšuje. Tvorcovia testu odporúčajú testovať so slúchadlami, aby nerušil cudzí hluk. Frekvenčný rozsah zvuku vo videu začína takými vysokými hodnotami, ktoré počuje len málokto. Ďalej sa frekvencia zvuku postupne znižuje a na konci videa zaznie zvuk, ktorý môže počuť aj osoba so stratou sluchu.
Počas videa sa používateľovi zobrazuje hodnota frekvencie prehrávaného zvuku. Testovacie podmienky naznačujú, že video sa musí zastaviť v momente, keď človek počuje zvuk. Ďalej by ste mali vidieť, v ktorom bode sa frekvencia zastavila. Jeho hodnota dá jasne najavo, že sluch je normálny, lepší ako väčšina ľudí, alebo by ste mali navštíviť lekára. Niektoré testy ukazujú, aký vek je medzná frekvencia, ktorú človek môže počuť.
Čo je zvuk a zvuková vlna
Zvuk je subjektívny pocit, ale počujeme ho, pretože v našom uchu existuje niečo skutočné. Toto je zvuková vlna. Fyzikov zaujíma, ako vnemy, ktoré zažívame, súvisia s charakteristikami zvukovej vlny.
Zvukové vlny sú pozdĺžne mechanické vlny s malou amplitúdou, ktorých frekvenčný rozsah je 20 Hz-20 kHz. Malá amplitúda je, keď je zmena tlaku v dôsledku kompresie-rerefrakcie oveľa menšia ako tlak v tomto médiu. Vo vzduchu, v oblastiach kompresie-zriedkavosti, je zmena tlaku oveľa menšia ako atmosférický tlak. Ak je amplitúda rovnakého rádu alebo väčšia ako atmosférický tlak, potom to už nie sú zvukové vlny, ale rázové vlny, ktoré sa šíria nadzvukovou rýchlosťou.
Poslucháčstvo zvukov
Už sme prišli na to, aký je rozsah zvukových frekvencií, ale čo leží za jeho hranicami? Ak je frekvencia menšia ako 20 Hz, takéto vlny sa nazývajú infrazvukové. Ak je viac ako 20 kHz - ide o ultrazvukové vlny. Infra- ani ultrazvuk nespôsobujú sluchové vnemy. Hranice sú dosť nejasné: bábätká počujú 22-23 kHz, starší ľudia vnímajú 21 kHz, niekto počuje 16 Hz. To znamená, že čím je človek mladší, tým vyššiu frekvenciu môže počuť.
Psy počujú vyššie frekvencie. Túto ich schopnosť využívajú tréneri, dávajú príkazy ultrazvukupíšťalka, ktorú ľudia nepočujú. Obrázok ukazuje frekvenčné rozsahy dostupné pre vnímanie rôznymi zvieratami.
Znie to ako policajné zbrane
Uveďme príklad prípadu, ktorý ukazuje, že rozsah zvukových frekvencií, ktoré človek počuje, je približný a závisí od individuálnych vlastností.
Vo Washingtone našla polícia spôsob, ako nenásilne rozohnať mládež. Chlapci a dievčatá sa neustále zhromažďovali v blízkosti jednej zo staníc metra a rozprávali sa. Úrady mali pocit, že ich bezcieľna zábava prekáža ostatným, pretože pri vchode sa hromadí príliš veľa ľudí. Polícia nainštalovala zariadenie Mosquito, ktoré vydávalo zvuk s frekvenciou 17,5 kHz. Toto zariadenie je určené na odpudzovanie hmyzu, no výrobcovia ubezpečili, že zvukové vlny s touto frekvenciou vnímajú iba tínedžeri od 13 rokov a nie starší ako 25 rokov.
Vďaka zariadeniu sa podarilo zbaviť mladých ľudí, no 28-ročný muž počul zvuk a sťažoval sa na vedenie mesta. Miestne úrady museli prestať používať zariadenie.
Rozsah vlnových dĺžok
Zvukové frekvenčné vlny v rôznych prostrediach majú rôzne charakteristiky. Dĺžka a rýchlosť šírenia vlny sa líšia. Vo vzduchu (pri izbovej teplote) je rýchlosť 340 m/s.
Zvážte vlny s frekvenciami, ktoré sú pre nás v počuteľnom rozsahu. Ich minimálna dĺžka je 17 mm, maximálna 17 m.. Zvuk s najmenšou vlnovou dĺžkou je na hranici ultrazvuku a s najväčšou -blížiaci sa infrazvuk.
Rýchlosť zvukovej vlny
Verí sa, že svetlo sa šíri okamžite, ale prechod zvuku trvá určitý čas. V skutočnosti má aj svetlo rýchlosť, je to len limit, rýchlejšie ako svetlo sa nič nehýbe. Pokiaľ ide o zvuk, najväčší záujem je o jeho šírenie vzduchom, hoci rýchlosť zvukovej vlny v hustejších médiách je oveľa vyššia. Uvažujme o búrke: najprv vidíme záblesk blesku, potom počujeme dunenie hromu. Zvuk je oneskorený, pretože jeho rýchlosť je mnohonásobne nižšia ako rýchlosť svetla. Prvýkrát bola rýchlosť zvuku meraná stanovením časového intervalu medzi výstrelom z muškety a zvukom. Potom vzali vzdialenosť medzi nástrojom a výskumníkom a vydelili ju časom „oneskorenia“zvuku.
Táto metóda má dve nevýhody. Po prvé, je to chyba stopiek, najmä v tesnej vzdialenosti od zdroja zvuku. Po druhé, je to rýchlosť reakcie. Pri tomto meraní nebudú výsledky presné. Na výpočet rýchlosti je vhodnejšie vziať známu frekvenciu konkrétneho zvuku. K dispozícii je frekvenčný generátor, zariadenie s rozsahom zvukových frekvencií od 20 Hz do 20 kHz.
Zapína sa na požadovanej frekvencii, počas experimentu sa meria vlnová dĺžka. Vynásobením oboch hodnôt získate rýchlosť zvuku.
Hypersonické
Vlnová dĺžka sa vypočíta vydelením rýchlosti frekvenciou, takže so zvyšujúcou sa frekvenciou sa vlnová dĺžka znižuje. Je možné vytvoriť oscilácie s takou vysokou frekvenciou, že vlnová dĺžka bude mať rádovo rovnaký rozsah ako dĺžkavoľná dráha molekúl plynu, ako je vzduch. Toto je hyperzvuk. Nešíri sa dobre, pretože vzduch sa už nepovažuje za súvislé médium, keďže vlnová dĺžka je zanedbateľná. Za normálnych podmienok (pri atmosférickom tlaku) je stredná voľná dráha molekúl 10-7 m. Aký je rozsah vlnových frekvencií? Nie sú zdravé, pretože ich nepočujeme. Ak vypočítame frekvenciu hyperzvuku, vyjde nám, že je 3×109 Hz a viac. Hyperzvuk sa meria v gigahertzoch (1 GHz=1 miliarda Hz).
Ako frekvencia zvuku ovplyvňuje jeho výšku
Frekvenčný rozsah zvuku ovplyvňuje rozsah výšky tónu. Hoci výška tónu je subjektívny vnem, je určená objektívnou charakteristikou zvuku, frekvenciou. Vysoké frekvencie vytvárajú vysoký zvuk. Závisí výška zvuku od vlnovej dĺžky? Samozrejme, rýchlosť, frekvencia a vlnová dĺžka spolu súvisia. Zvuk rovnakej frekvencie však bude mať v rôznych prostrediach odlišnú vlnovú dĺžku, no bude vnímaný rovnakým spôsobom.
Počujeme zvuk, pretože zmeny tlaku spôsobujú, že náš bubienok vibruje. Tlak sa mení s rovnakou frekvenciou, takže nezáleží na tom, že vlnová dĺžka je v rôznych médiách rôzna. Vďaka rovnakej frekvencii budeme zvuk vnímať ako vysoký alebo nízky aj vo vode, dokonca aj vo vzduchu. Vo vode je rýchlosť zvuku 1,5 km/s, čo je takmer 5-krát viac ako vo vzduchu, preto je vlnová dĺžka oveľa väčšia. Ak však telo vibruje na rovnakej frekvencii (povedzme 500 Hz) v oboch prostrediach, výška tónu bude rovnaká.
Sú zvuky, ktoré nemajúvýška tónu, napríklad zvuk „shhhhh“. Ich kolísanie frekvencie nie je periodické, ale chaotické, preto ich vnímame ako šum.
