Člověk je štědře obdařen přírodou, aby mohl pohodlně existovat a poznávat svět kolem sebe. Je schopen vidět jasné barvy, slyšet různé zvuky, chytat pachy a užívat si chuť jídla. Jedním z nejsložitějších smyslových orgánů je sluchový orgán, díky kterému člověk komunikuje a přijímá většinu informací.
Člověk žije v permanentním světě zvuků, díky kterému dostává nepostradatelný zdroj informací o světě, který ho obklopuje. Hukot mořského příboje a dunění větru, cvrlikání ptáků, rozhovory lidí a vrčení zvířat, hukot hromu jsou zdroje zvuku v přírodě, které pomáhají člověku přizpůsobit se prostředí.
Jak se slyší?
Pokud se podíváte do lidského ucha, můžete vidět membránu zvanou tympanická membrána. Táhne se podél tunelu vedoucího dovnitř ucha. Vibrace vzduchu ze zdroje zvuku narážejí na ušní bubínek, což způsobuje, že vibruje také. Za ušním bubínkem je kostěný prostor vyplněnýtři pohyblivé kosti zvané kladívko, kovadlina a třmen, pojmenované tak podle svého tvaru. Tyto kosti zachytí vibrace z ušního bubínku a začnou oscilovat.
Hlouběji v uchu je asi 3 cm dlouhý kanálek naplněný tekutinou zvaný kochlea. Vibrace kostí, které se pohybují, vytvářejí v kapalině vlny, jako vlny v oceánu. Jako řasy pod vodou se v kapalině vlní tisíce vláskových buněk. Tyto buňky jsou zásadně důležité pro sluch. Vibrace, které jimi procházejí, tlačí elektrické impulsy, které putují sluchovým nervem do mozku. Mozek zase převádí tyto elektrické signály do hudby, hlasů nebo cvrlikání či cvrlikání ptáků.
Odkud zvuk pochází?
Jaký je zdroj zvuku? Jakékoli fyzické tělo nebo jev, který osciluje se zvukovou frekvencí, protože z něj vycházející vlny vznikají v prostředí. Lidé vydávají zvuky pomocí svých hlasivek. Pokud si během rozhovoru přiložíte ruce k krku, můžete cítit vibrace. Téměř vždy je možné identifikovat zdroje zvuku. Zvukové vlny jsou jako vlny v pšeničném poli za větrného dne. Molekuly vzduchu do sebe narážejí a vzdalují se a vlna procházející vzduchem je jen rytmické smršťování a rozpínání toku molekul vzduchu – druh vibrace. Zvukové vlny ale přenášejí i jiné materiály, například dřevo, které je také zdrojem zvuku. Pokud křičíte z jedné strany zavřenodřevěné dveře, hlasivky křičící osoby se nejprve rozvibrují, což následně způsobí rozechvění vzduchu. Vzduch rozvibruje dřevo dveří a pak se vibrace přenáší ze dveří do vzduchu a dále na osobu stojící na druhé straně dveří. V jeskyni stěny neabsorbují ani nepřenášejí zvuky jako dveře. Odrážejí je zpět jako zrcadlo světla. Některá údolí v Evropě jsou známá svými ozvěnami. Například jeden zvuk z loveckého rohu lze opakovat 100krát, dokud nakonec neustane.
Přírodní zdroje
Bzučení včely nebo mouchy, pištění komára, hlasivky lidí a zvířat jsou považovány za přirozené zdroje zvuku. Pokud si k uchu přiložíte velkou mušli, uslyšíte vzdálený hluk, připomínající hukot příboje, ne bezdůvodně se vrací z moře, mnozí si domů přinášejí mušli s živou vzpomínkou na moře. Jakkoli se tato myšlenka může zdát atraktivní, hluk, který je slyšet, nemá nic společného s mořem. Místo toho ucho slyší mnohonásobné ozvěny všech zvuků mimo skořápku. Mezi přirozené zdroje zvuku patří šustění listí a zpěv ptáků, šumění jara, hřmění během bouřky, cvrlikání kobylek a vrzání sněhu pod nohama – výčet přírodních zdrojů zvukových vln je nekonečný.
Mechanismus zvukových vln
Ozvěny jsou zvukové vlny, které se odrážejí od hladkého povrchu a dostávají se do ucha. Pokud například křičíte v jeskyni, můžeteo zlomek vteřiny později slyšet váš hlas odrážející se od stěn jeskyně a vrátit se zpět. Takto funguje mořská mušle. Nejlepšími příklady zdrojů zvuku by byly ty dřezy, které mají mnoho prázdných komor. Jsou jako pokoje v prázdném domě. Stěny u dřezu jsou hladké, což znamená, že zvuky v blízkosti dřezu, i ty nejtišší, se v komorách opakují. Veškerá ozvěna – od mluvících lidí, hudby nebo přírodních zvuků – se mění v řev. Dá se k tomu přidat i tlukot srdce, které nabírá a odbíjí dřez. Krásný efekt mnoha ozvěn je slyšet zvukem příboje.
Konverze zvuku
Bez ohledu na to, jak hlasitě člověk křičí, po 100-200 metrech ho nikdo neuslyší, kromě toho, že bude křičet do telefonu. Slovo „telefon“je z řečtiny přeloženo jako „vzdálený zvuk“. Během telefonického rozhovoru se zvukové vlny přeměňují na elektrický proud. Během příjmu probíhá opačný proces. Takový proud může překonat jakoukoli vzdálenost a šíří se vzduchem jako zvukové vlny. Ve sluchátku je zabudován mikrofon, který reaguje na vibrace vzduchu vznikající během hovoru. Mikrofon převádí tyto vibrace na střídavý proud. Šíří se po drátech telefonní linky a dostává se k účastníkovi na druhém konci linky. Ale protože člověk necítí vibrace střídavého proudu, je nutné je přeměnit na zvukové vibrace, které lze slyšet. Tuto funkci vykonává malý reproduktor zabudovaný ve sluchátku. Elektrické vlny ovlivňují magnetické pole,mění svou sílu. To způsobí, že membrána vibruje a vytváří zvukové vlny identifikované jako hlas volajícího.
Jaké vlny člověk slyší?
Zvukové vlny se nazývají pouze vlny, které mohou lidé slyšet.
Zvuk jsou mechanické vlny určitého rozsahu, které může člověk rozlišit. Studie ukazují, že lidské sluchové orgány přijímají vlny v rozsahu od 16 Hz do 20 000 Hz. Kromě nich existují vlny, jejichž frekvence je pod 16 Hz (infrazvuk) a nad 20 000 Hz (ultrazvuk). Nejsou však v dosahu slyšitelnosti a člověk je necítí.
Obrázek ukazuje rozsah lidského sluchu.
Infrazvuk Zvuk Ultrazvuk
|_|_|_
0 16–20 20000 Hz
Další frekvence jsou rozlišitelné podle jednotlivých zvířat nebo hmyzu, včetně ryb, motýlů, psů a koček, netopýrů, delfínů.
Jak identifikovat zdroj zvuku? Zdroje jsou všechny druhy těles, která vytvářejí vibrace se zvukovou frekvencí (od 16 do 20 000 Hz)
Umělé zdroje
Vše, co vytvořil člověk, a ne příroda, lze přičíst umělým zdrojům zvuku, například: ladička, zvonek, tramvaj, rádio, počítač. Můžete experimentovat, jak vzniká zvuková vlna. Pro experiment potřebujete kovové pravítko upnuté ve svěráku. Pokud budete působit na pravítko, můžete zaznamenat vibrace, ale nebude slyšet žádný zvuk. Ale zároveň se v blízkosti pravítka vytvoří mechanické vlnění. Rozsah vibrací pravítka je pod zvukovou frekvencí, takže osoba zvuk neslyší. Na základě této zkušenosti bylo na konci 19. století vynalezeno zařízení zvané ladička.
Zvuk vzniká pouze tehdy, když tělo vibruje na zvukové frekvenci. Vlny jdou různými směry. Mezi uchem a zdrojem zvuku musí být médium. Může to být plyn, kapalina, pevný povrch, ale určitě to musí být částice, které přenášejí vlny. Přenos zvukových vibrací se provádí pouze tam, kde je takové prostředí. Pokud tam není žádná substance, nebude tam žádný zvuk.
Podmínky požadované pro získání zvuku
K vytvoření zvukové vlny musí být:
- Zdroj.
- Středa.
- Sluchadlo.
- Frekvence 16-20000 Hz.
- Intenzita.
Vnímání zvuku je subjektivní proces, který závisí na stavu sluchového orgánu a na pohodě člověka. Mikrofony fungují na stejném principu jako uši, jen místo ušního bubínku obsahuje mikrofon malou tenkou kovovou destičku připevněnou na magnetu. Jak se mění tlak vzduchu na desku, magnet se chvěje a vznikají elektrické vibrace.
Akustické úspěchy
V minulosti lidé ukládali zvuk různými způsoby: na vinylové desky, fotografické filmy nebo jako magnetické částice na magnetické pásky. Počítač jako zdroj zvuku ukládá informace o aktuální úrovni, pravidelně úroveň načítánapětí a každou hodnotu uložte jako číslo. V dnešní době mají téměř všechny počítače zvukovou kartu, která umožňuje nahrávat a přehrávat zvukové zprávy a hudbu z externích zařízení (mikrofon, magnetofon, CD) nebo zpracovávat digitální zvuková data nahraná na digitální zdroj zvuku, informační média (pevné disky, atd.). DVD, CD, Blu-ray disky) a jejich výstup do reproduktorů.
Vývoj digitální technologie nestojí na místě. Za pouhých 100 let pokročil vývoj zvuku od éry mechanického nahrávání, od hracích skříněk k éře digitálního nahrávání. Pokroky v akustice jsou již nyní úžasné.
Vědci našli způsob, jak přenášet data z počítače do počítače pouze pomocí zvuku. Vznikl akustický skalpel schopný oddělit i jedinou buňku, nanotechnologové už vyvíjejí způsob, jak dobít mobilní telefon pomocí hlasu. V budoucnu čeká lidstvo neuvěřitelné objevy, na kterých se bude přímo podílet zvuk.
