Umíme fakta
Přejít na cvičení:
Krok po kroku
Přejít na téma:
Fyzika
Zobrazit na celou obrazovku
Procvičujte neomezeně

Váš denní počet odpovědí je omezen. Pro navýšení limitu či přístup do svého účtu s licencí se přihlaste.

Přihlásit se
Zobrazit shrnutí tématu
21D
Sdílet

QR kód

QR kód lze naskenovat např. mobilním telefonem a tak se dostat přímo k danému cvičení nebo sadě příkladů.

Kód / krátká adresa

Tříznakový kód lze napsat do vyhledávacího řádku, také je součástí zkrácené adresy.

Zkopírujte kliknutím.

21D
umime.to/21D

umime.to/21D

Rychlost zvuku a šíření zvuku

Zvuk je mechanické vlnění, ke svému šíření potřebuje látkové prostředí (např. voda, vzduch, pevná látka). Na rozdíl od světla (elektromagnetické vlnění) se tedy zvuk nešíří ve vakuu.

mechanické a elektromagnetické vlnění

Mechanické vlnění se šíří prostředím, kde jsou částice. Kmitání jedné částice se díky vzájemným vazbám přenáší na další částici a tak dál. Mechanické vlnění jsou třeba vlny na vodní hladině, kmitání tyče, do které jsme udeřili, nebo zvuk.

Elektromagnetické vlnění ke svému šíření částice nepotřebuje. Jedná se vlastně o kmity elektrického a magnetického pole (časově proměnné silové pole). Elektromagnetické vlnění různé vlnové délky je viditelné světlo, rentgenové záření, mikrovlnné záření nebo rádiové vlny.

Čím jsou v daném prostředí částice k sobě blíž a čím pevnější mají vazby, tím rychleji se zvuk šíří. Ve vzduchu (rychlost zvuku ~340 m/s) se tedy šíří pomaleji než ve vodě (~1500 m/s) nebo třeba v oceli (~5000 m/s).

Šíření zvuku ve vzduchu

  • Zvuková vlna se šíří všemi směry jako změna tlaku. Šíření zvuku odpovídá kmitání částic, které se k sobě přibližují a pak se zase vzdalují.
  • Zvuk ve vzduchu je podélné vlnění. To znamená, že částice kmitají ve směru šíření vlny.
  • Rychlost zvuku závisí na teplotě vzduchu: čím je vzduch teplejší, tím rychleji se zvuk šíří. Tato závislost je v rozumném rozsahu teplot (rozuměj zhruba od -100 °C do 100 °C) přibližně lineární.
  • Pokud považujeme vzduch za ideální plyn, nezávisí rychlost šíření zvuku na tlaku.
  • Zvuk se taky šíří nepatrně rychleji ve vlhkém vzduchu (třeba při bouřce), rychlost závisí i na složení vzduchu (např. v lehčích plynech se šíří rychleji než v těžších).

Odraz zvuku

Když zvuková vlna narazí na překážku, část se odrazí. Podle toho, o jakou překážku se jedná, odrazí se více nebo méně zvuku – tvrdé a hladké povrchy (skála, dlaždice) vedou k silnějšímu odrazu, zatímco měkčí povrchy (molitan, koberce) více zvuku pohltí. Proto když si zpíváme v koupelně, zvuk se hezky “rozléhá” – odráží se od hladkých povrchů.

Ozvěna a dozvuk

  • Pokud je překážka, od které se zvuk odráží, plochá a velká (např. skalní stěna, rozměrná budova), může vzniknout ozvěna nebo dozvuk.
  • Pokud se odražený zvuk vrátil za více než 0,1 sekundy, mluvíme o ozvěně. Desetina sekundy je totiž čas, který zhruba trvá vyslovit jednu slabiku. Takovou ozvěnu pak tedy slyšíme jako opakování původního zvuku, například poslední slabiky.
  • Pokud se odražený zvuk vrátí za méně než desetinu sekundy, jedná se o dozvuk. Lidské ucho v takovém případě nezvládne jasně rozlišit původní a odražený zvuk.

Jak musí být vzdálená taková překážka, aby vznikla ozvěna? Zvuk se ve vzduchu šíří rychlostí asi 340 m/s a chceme vědět, jak daleko je překážka, od které se vrátí za 0,1 s.

Protože se zvuk šíří rovnoměrně, můžeme využít vztah pro výpočet dráhy:

s = v\cdot t = 340 \cdot 0,1 = 34\,\mathrm{m}, kde t bude čas a v rychlost zvuku.

Celková dráha s zahrnuje cestu k překážce a zpátky (34 m). Abychom získali vzdálenost od překážky, musíme ji ještě podělit dvěma.

Aby vznikla ozvěna, musí být překážka vzdálená nejméně 17 metrů.

Využití odrazu zvuku

  • Odraz zvuku využívají v přírodě například delfíni nebo netopýři při lovu kořisti (echolokace).
  • Lidé tento postup napodobili – například k měření hloubky moře využívají sonar.
  • Odrazu zvuku se také využívá například při kontrole materiálů nebo při měření vzdálenosti pomocí ultrazvukových měřičů.

Ohyb zvuku

Zvuk se může šířit i za překážkami. Díky ohybu zvuku slyšíme, když někdo mluví za rohem, přestože jej nevidíme. Ohyb zvuku je výraznější u překážek, které mají podobnou velikost jako vlnová délka zvuku. Zvuky vysokých frekvencí se tlumí snáz než nízkofrekvenční zvuky. Proto ve velké vzdálenosti slyšíme hrom už jen jako hluboké dunění.

Zavřít

Rychlost zvuku a šíření zvuku (střední)

Vyřešeno:



NAPIŠTE NÁM

Děkujeme za vaši zprávu, byla úspěšně odeslána.

Napište nám

Nevíte si rady?

Nejprve se prosím podívejte na časté dotazy:

Čeho se zpráva týká?

Vzkaz Obsah Ovládání Přihlášení Licence