Název projektu
Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ
Číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0748
Název školy Autor
Gymnázium Jana Pivečky a Střední odborná škola Slavičín RNDr. Jan Hrdý, Ph.D.
Název šablony
III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ITC
Název DUMu
VY_32_INOVACE_ G2_Fyzika_03_20
Stupeň a typ vzdělávání
Gymnaziální vzdělávání
Vzdělávací oblast
Člověk a příroda
Vzdělávací obor
Fyzika
Tematický okruh
Fyzika
Cílová skupina
Žák, 17 - 18 let
Anotace
Výukový materiál může sloužit jako podpora výkladu učitele a zejména jako interaktivní pomůcka při samostatné práci žáků ve škole i doma.
Vybavení, pomůcky
Papír, psací a rýsovací potřeby (doma také PC)
Datum
13.3.2013 Frekvence a vlnová délka mechanického vlnění, popis zvukového vlnění, vymezení akustiky, základy hudební akustiky
Klíčová slova
www.zlinskedumy.cz
ŠÍŘENÍ ZVUKU A AKUSTIKA
20. ŠÍŘENÍ ZVUKU A AKUSTIKA
m
Jako zvuk označujeme mechanické vlnění, které v uchu vyvolává sluchový vjem. Vlastnostmi zvuku a zákonitostmi jeho šíření se zabývá zvláštní obor fyziky zvaný akustika. Zdroje zvuku mohou být velmi rozmanité a různorodé: přírodní děje (bouřka, vítr, zemětřesení, sopečná činnost), stroje a zařízení vyrobená člověkem (stroje v továrnách, dopravní prostředky, multimediální zařízení, hudební nástroje) a živé organismy (lidský hlas, zvuky vydávané živočichy apod.). Pro všechny zdroje zvuku je charakteristické, že se jedná o kmitající tělesa nejrůznějších tvarů a velikostí.
19. ŠÍŘENÍ 20. ŠŘENÍ MECHANICKÉHO ZVUKU A AKUSTIKA VLNĚNÍ V PROSTORU mm Průběh kmitání zdrojů zvuku bývá obvykle značně složitý a často i nepravidelný. Proto mají v akustice zvláštní postavení zdroje, které produkují zvukové vlny s jednoduchým harmonickým průběhem. Mezi takové zdroje zvuku patří ladička, která je tvořena dvěma rameny z masivního mosazného pásku tvaru „U“, který je ve své spodní části opatřen stopkou ze stejného materiálu. Tato stopka slouží k uchycení ladičky, obvykle na dřevěnou ozvučnou skříňku. Ladička se rozechvívá úderem gumového kladívka do některého ze svých dvou horních konců (ramen).
20. ŠÍŘENÍ ZVUKU A AKUSTIKA
m
Po rozechvění vznikají na harmonicky kmitající ladičce dva uzly a tři kmitny. Ramena ladičky kmitají tedy k sobě a od sebe a vytvářejí tak přímo zvukové vlnění šířící se do okolního prostoru, stopka ladičky kmitá zase nahoru a dolů (s podstatně menší amplitudou než ramena) a podílí se především na rozechvívání dřevěné ozvučné skříňky, která se potom stává významným zdrojem zvukových vln.
20. ŠÍŘENÍ ZVUKU A AKUSTIKA
m
Ladička v minulosti sloužila jako důležitý zdroj zvuku. Při ladění hudebních nástrojů se používaly ladičky s frekvencí 440 Hz (tzv. komorní a neboli a1). V hudební akustice se výška tónu nejčastěji vyjadřuje relativní výškou tónu: tón o dvojnásobné frekvenci má relativní výšku 2. Takové dva tóny tvoří interval zvaný oktáva. Některé hudební nástroje (hudební nástroje s pevným laděním jako např. klavír) mají oktávu rovnoměrně rozdělenou na dvanáct tónů.
20. ŠÍŘENÍ ZVUKU A AKUSTIKA
m
Příklad: Je dána oktáva c1 – c2. a) Vyjmenujte všech dvanáct stupňů (tónů) mezi oběma krajními tóny této oktávy: 2xm c – cis – d – dis – e – f – fis – g – gis –a – ais – h - c
b) Popište algoritmus, který určuje výšku jednotlivých tónů v zadané oktávě: 1xm
Frekvence jednotlivých tónů tvoří geometrickou posloupnost s qvocientem: q
12
2 1, 059463
20. ŠÍŘENÍ ZVUKU A AKUSTIKA
m
c) Vypočítejte absolutní výšku tónů c1 a c2, jestliže výška tónu a1 je 440 Hz. 2xm
c1
c2
a1 12
a1
440 Hz 12 512
29 12
2
3
523, 251 Hz
440 Hz 2 c1
440 Hz 1, 681793 12
8
261, 626 Hz
440 Hz 1,189207
Literatura MECHLOVÁ, Erika a Karel KOŠŤÁL. Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2001. ISBN 80-7196-151-5. SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. 4. uprav. vyd. Praha: Prometheus, 2006, 531 s. ISBN 80-719-6307-0. LEPIL, Oldřich. Fyzika pro gymnázia: Mechanické kmitání a vlnění. 3. vyd. Praha: Prometheus, 2001. ISBN 978-80-7196-216-8. LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Radmila HÝBLOVÁ. Fyzika pro střední školy II. 3. vyd. Praha: Prometheus, 1993. ISBN 978-80-7196-185-7. LEPIL, Oldřich. Malý lexikon fyziky. 1. vyd. Praha: Prometheus, 1995. ISBN 80-85849-77-1.