biofyzika zkouška 2
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOCX.
21. Akustika; základní veličiny, šíření vlny, hlasitost.
Akustika
Zabývá se vznikem zvukových vln, jejich šířením v prostoru a vnímáním zvuku
Fyzikální akustika – zkoumá způsob vzniku zvuku a jeho šířením v prostoru, odrazem a pohlcování různými materiály
Fyziologická akustika – tvorba zvuku v hlasivkách a vnímání zvuku ve sluchovém ústrojí, vliv hluku
Zvuk
Příčinou vzniku zvuku je uspořádaný kmitavý pohyb částic prostředí, který nastává po dodání energie částicím
V důsledku vzájemného působení částic se kmitavý pohyb přenáší i na sousední částice = šíření zvukové vlny
Zvukové vlnění
Infrazvuk
-Nízká frekvence (16 až 20 Hz), pro lidský sluch neslyšitelné
-Oblast slyšitelného zvuku (20 – 20 000 Hz)
Ultrazvuk
-Frekvence vyšší jak 20 000 Hz
Základní veličiny
Frekvence kmitavého pohybu f (Hz)
Perioda kmitavého pohybu T (s)
Rychlost šíření c (m.s-1)
Vlnová délka λ (m)
Zvuky
Tóny - grafem závislosti intenzity (hlasitosti) zvuku na čase je periodická funkce (samohlásky)
-Jednoduché
mají harmonický průběh, tj. grafem závislosti intenzity (hlasitosti) zvuku na čase je funkce sinus
-Složené
jejich průběh je periodický, ale už se nejedná o sinusoidu. Zvuky obsahují kromě základní frekvence ještě i tzv. vyšší harmonické, na základě nichž dokážeme jednotlivé zdroje zvuku odlišit.
Hluky - grafem závislosti intenzity (hlasitosti) zvuku na čase není periodická funkce (souhlásky)
Výška – závisí na frekvenci
Barva – závisí na intenzitě alikvotních tónů
Šíření zvukové vlny
Rychlost šíření zavisí na:
-Prostředí
-Teplota, tlak
-Vhlkost
Při šíření zvuku převažuje vlnění longitudální, v pevném skupenství se však šíří i jako vlnění transverzální
Longitudální vlnění (podélné)
-Plynné, kapalné i pevné prostředí
-Zhušťování a zřeďování částic
Transverzální vlnění (příčné)
-pevné prostředí
-Částice kmitají kolmo na směr šíření vlny
Akustická výchylka
Akustická výchylka je výchylka hmotné částice z její rovnovážné polohy, je způsobená akustickou vlnou
Vyhovuje-li výchylka kmitajícího bodu vztahu:
pak kmitající bod kmitá harmonicky v závislosti na čase t
amax = amplituda
Akustická rychlost kmitavého pohybu
Okamžitá rychlost pohybu kmitající částice:
Akustický tlak
Kmitající molekuly svým pohybem vyvolávají v místě své polohy tlakové změny
Efektivní hodnoty
okamžité hodnoty akustické rychlosti a akustického tlaku můžeme při některých výpočtech nahradit tzv. efektivními hodnotami
Pro harmonický průběh kmitání lze efektivní hodnoty tlaku a rychlosti zjistit ze vztahů:
Akustická impedance
(Měrný) Akustický odpor (impedance) popisuje akustické vlastnosti prostředí. Vypočítá se jako poměr efektivní hodnoty akustického tlaku pef a efektivní hodnoty akustické rychlosti vef
Pa.s.m-1
Impedance je charakteristická pro každé prostředí; ovlivňuje velikost odrazu při průchodu mezi rozhraními
Průchodem přes rozhraní se mění rychlost šíření zvukové vlny c
Průchodem přes prostředí může dojít k částečné absorpci energie (zmenšení amplitudy a okamžité akustické rychlosti)