A K U S T I K A Svjetlost je jedino što vidimo, Zvuk je jedino što čujemo. A K U S T I K A Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Longitudinalni val – koncept Promjene tlaka Doc.dr.sc. Marta-Žuvić Butorac, nastupno predavanje, 2007 Oscilacije tlaka vrlo male, npr. za ljudski govor amplituda tlaka je 0,03 Pa (za poredbu, atmosferski tlak je 101 000 Pa) Uho je vrlo osjetljiv instrument !

ZVUK ULTRAZVUK INFRAZVUK vibracija koja se širi kroz sredstvo - zvukom smatramo vibracije, složene od frekvencija koje je sposobno detektirati ljudsko uho: 16 Hz – 20 000 Hz (pas čuje i frekevencije više od 20 kHz) Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 ULTRAZVUK INFRAZVUK

Zvuk Ton Šum Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

- zvuk koji nastaje pravilnim titranjem zvučnog izvora Ton - zvuk koji nastaje pravilnim titranjem zvučnog izvora određenom (stalnom) frekvencijom Glazbeni ton više tonova različitih frekevencija u kojima jedna prevladava (intenzitetom) te je zovemo OSNOVNA FREKVENCIJA GLAZBENOG TONA ostale zovemo viši harmonici i određuju BOJU TONA glazbeni ton određuju frekvencija, amplituda, boja i trajanje Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

Grafički prikaz tona y yo2 yo Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 no n spektar tona slika tona

Šum - zvuk koji nastaje nepravilnim titranjem zvučnog izvora pri čemu se frekvencija stalno mijenja - aperiodični val Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

koeficijent stlačivosti sredstva Brzina zvuka .. je brzina širenja zvučnog vala u sredstvu. ovisi o elastičnosti i gustoći medija za suhi zrak pri temperaturi od 20 °C iznosi 343 m/s (1235 km/h) Opća relacija Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 v gustoća koeficijent stlačivosti sredstva (obrnuto razmjeran modulu elastičnosti)

v T temperatura brzina zvuka ρ gustoća Effect of temperature    in °C c in m·s-1 ρ in kg·m-3 Z in N·s·m-3 −10 325.2 1.342 436.1 −5 328.3 1.317 432.0 331.3 1.292 428.4 +5 334.3 1.269 424.3 +10 337.3 1.247 420.6 +15 340.3 1.225 416.8 +20 343.2 1.204 413.2 +25 346.1 1.184 409.8 +30 349.0 1.165 406.3 Utjecaj temperature T/ c/ v/ r / Z / Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 T temperatura brzina zvuka ρ gustoća Z tzv. akustička impedancija (Z=ρ·c) v

Promjene brzine zvuka s visinom Visina Temperatura m·s-1 km·h-1 Razina mora 15 °C 340 1225 11 000 m − 20 000 m visina leta komercijalnih letova i prve supersonične letjelice −57 °C 295 1062 29 000 m (letjelica X-43A) −48 °C 301 1083 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 standardni atmosferski uvjeti

Brzina zvuka u plinovima Plin pri 0oC v/ ms-1 Zrak 331 CO2 343 Kisik 316 Helij 965 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 v

Brzina zvuka u tekućinama U morskoj vodi oko 1500 m/s dubina / km Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Eho sonder Podvodna akustika ili hidroakustika Akustička oceanografija brzina zvuka / ms-1 Pacifik, sjeverni Havaji, ovisnost brzine zvuka o dubini mora

v krutine > v tekućine > v plin Brzina zvuka u krutinama krutine v/ ms-1 Bakar 5010 Pyrex staklo 5640 Olovo 1960 Čelik 5960 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Općenito vrijedi v krutine > v tekućine > v plin

Zvučni val nosi energiju koja može obaviti rad. Intenzitet zvuka Zvučni val nosi energiju koja može obaviti rad. Snaga zvuka P – energija koju zvučni val prenese u 1 s Intenzitet zvuka I – snaga zvuka P koji upada okomito na površinu A, podijeljena površinom Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 I = P / A (Wm-2) Prag čujnosti – najmanji intenzitet zvuka kojeg može čuti ljudsko uho - za ton frekvencije 1 kHz iznosi oko 10-12 Wm-2

MJERNE JEDINICE ZA POREDBU JAČINE ZVUKA Bel (B) .. je dekadski logaritam omjera dviju istovrsnih veličina P1 i P2 koje su razmjerne snazi ili energiji:                                     Jedan bel (B) je razina veličine L pri kojoj je omjer P1/P2 jednak 10. Decibel (dB)                 izražen jedinicom bel Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012

MJERNE JEDINICE ZA POREDBU JAČINE ZVUKA Poredba intenziteta Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Što je intenzitet zvuka od 0 decibela? Zbog log x = 0 za x =1, L = 0 znači da I1 = I2 Mjeri se u odnosu na neki referentni zvuk, obično prag čujnosti

Intenzitet Razina intenziteta I / Wm-2 Razina intenziteta L / dB Prag čujnosti 10-12 Šum lišća 10-11 10 Šapat 10-10 20 Razgovor udaljen 1 m 3,2 · 10-6 65 U automobilu u gradskom prometu 10-4 80 Rock koncert uživo 1 120 Prag bola 130 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Intentzitet zvuka i razine intenziteta zvuka određene relativno s obzirom na prag čujnosti