Zvukové vlny

Jak to funguje

Zvuk je podélné vlnění: částice prostředí kmitají ve směru šíření a vytvářejí zhuštění a zředění, tedy místa vyššího a nižšího tlaku. Vzdálenost dvou sousedních zhuštění je vlnová délka λ. Rychlost zvuku určuje prostředí – ve vzduchu při 20 °C je 343 m/s, ve vodě asi 1480 m/s a v oceli 5960 m/s – a vlnová délka je λ = v / f. Dva tóny s blízkými frekvencemi se střídavě sčítají a ruší, takže hlasitost pulzuje s frekvencí rázů rovnou rozdílu frekvencí.

λ = v / fT = 1 / ffrekvence rázů = |f₂ − f₁|

Vyzkoušejte si

1. V režimu „Zvuková vlna“ nechte 440 Hz ve vzduchu: vlnová délka je 0,78 m a perioda 2,27 ms.
2. Klikněte na „O oktávu výš“ a zvyšte frekvenci z 220 na 440 Hz. Dvojnásobná frekvence znamená poloviční vlnovou délku: 1,56 m se zkrátí na 0,78 m, rychlost zvuku se nezmění.
3. Zvolte „Zvuk pod vodou“. Při stejném tónu 440 Hz se vlnová délka prodlouží asi na 3,36 m, protože ve vodě je zvuk asi 4,3× rychlejší.
4. Vyzkoušejte „Uslyšíš pulz?“ (440 + 444 Hz) a zapněte zvuk. Hlasitost pulzuje čtyřikrát za sekundu, protože rozdíl frekvencí je 4 Hz.

Co model zjednodušuje

Animace ukazuje zjednodušené vlnění bez útlumu a s mnohokrát zvětšenou výchylkou částic; skutečné výchylky molekul jsou nepatrné. Rychlost zvuku je pro každé prostředí pevná. Poslech přes reproduktory není kalibrované měření hlasitosti.

Související experimenty

• Dopplerův jev
• Vlnění a interference
• Fourierovy řady