Звук — разлика између измена

Pod zvukom se podrazumevaju mehaničke [[oscilacije]] čestica nekog elastičnog medijuma koje sa kroz njega najčešće prostiru kao [[talas]] i koje (uglavnom) čovek čuje. Čovekov organ [[sluh|sluha]] može da registruje oscilacije u [[frekvencija|frekvencijskom]] opsegu od 16 Hz do 20 kHz ako one imaju dovoljnu jačinu. Zvuk se prostire kroz medijume u sva tri agregatna stanja. Zvuk ne može da se prostire u bezvadušnom prostoru. Pod zvukom se podrazumevaju i oscilacije izvan napred navedenog frekvencijskog opsega: infrazvuk ispod 16 Hz i ultra zvuk iznad 20 kHz.<br/>

Brzina zvuka zavisi od karakteristika fluida i može se izračunati po [[relacija|relaciji]]:<br/>

''p_a'' – [[atmosfera|atmosferski]] [[pritisak]],<br/>

''<math>\rho</math>'' - gustina [[vazduh|vazduha]] i<br/>

[[Brzina]] zvuka u vazduhu zavisi od temperature vazduha i može se iskazati relacijom:<br/>

Brzine zvuka u nekim drugim sredinima date su [[tablica|tablici]]:<br/>

Pod dejstvom zvuka čestice vazduha osciluju oko svog ravnotežnog položaja stvarajući čas na jednu, čas na drugu stranu nadpritisak u odnosu na svoj [[ravnoteža|ravnotežni]] položaj pri atmosferskom pritisku (sl.1). Promene atmosferskog pritiska izazvane zvukom nazivaju se zvučni pritisak. Ove promene su u odnosu na atmosferski pritisak male.<br/>

Pojavu oscilacija čestica vazduha, dakle zvuk, moguće je pratiti kao promene pritiska ''p'' odnosno promene [[gustina|gustine]] vazduha <math>\rho</math> pa je preko ove dve fizike veličine moguće opisati zvuk i njih koristiti za proučavanja u [[oblast|oblasti]] akustike. Na sl.2 prikazane su promene pritiska pri najjednostavnijem obliku oscilacija Sa druge strane česticu koja osciluje mogu da opisuju i druge fizičke veličine karakteristične za oscilatorno kretanje: [[pomeraj]] čestice (udaljenje od ravnotežnog položaja ''ξ'' [m]), brzina oscilovanja čestice ''v'' [m/s] ili pak [[ubrzanje]] čestice ''a'' [m/s²]. Sve ove navedene fizičke veličine su fizičke veličine I reda.<br/>

Pored njih za proučavanje se koriste i fizičke [[veličina|veličine]] II reda (srazmerne [[snaga|snazi]]): zvučna snaga ''P_A'' [W], zvučna [[energija]] ''E'' [J], gustina zvučne energije ''w'' [J/m³] i [[intenzitet]] zvuka ''I'' [W/m²].<br/>

Zvučni pritisci veličine 100 Pa izazivaju bol u čovečijem slušnom [[sistem|sistemu]] pa se te vrednosti opisuju kao [[granica]] bola.<br/>

[[Jačina]] zvuka zavisi od [[amplituda|amplitude]] oscilacija.<br/>

Svaka periodično ili neperiodična [[promeljiva]] veličina može se, pod određenim uslovima, [[Furije|Furijevom]] analizom i Furijevom transformacijom razložiti na niz prostoperiodičnih komponenti. Ove komponente imaju frekvenciju koja je celobrojni umnožak osnovne frekvencije, a njihove amplitude pretstavljaju opadajući niz što daje izuzetne mogućnosti za dalje proučavanje bilo kakvog složenog zvuka.<br/>

Čovekov slušni sistem različito je osetljiv za različite frekvencije. Gore navedeni prag čujnosti odnosi se na ton frekvencije 1000 Hz. Nekako, za tu komponentu ljudsko [[uho]] i najostljivije. Za niže, ali i više tonove ljudsko uho nije tako osetljivo pa će se objektivno oscilacija iste amplitude čuti slabije. Na videu 1 i videu 2 prikani su uporedni primeri za 1 kHz i 315 Hz jednakih amplituda. Na sl.3 su prikazane poznate Veber-Flečerove [[kriva|krive]] koje pokazuju u kojoj meri se subjektivni osećaj jačine zvuka razlikuje od njegove objektivne jačine.<br/>

Pored velikog frekvencijskog opsega od skoro 10 [[oktava]] specifičnost u akustici je i veliki [[dinamika|dinamički]] opseg pri čemu je odnos snage najmanjeg i najvećeg [[signal|signala]] čak 10¹⁴ (odnos zvučnog pritiska 10⁷). Ono što je važno imati u vidu da je analizom pojave često potrebno voditi računa istovremeno i o sasvim slabom i o vrlo jakom zvuku koji mogu da se razlikuju upravo za vrednost dinamičkog opsega. Problemi velikog dinamičkog opsega efikasno se prevazilaze uvođenjem logaritamske jedinice decibel, pa se umesto zvučnog pritiska u paskalima definiše [[nivo]] zvuka ''L'' u dB preko relacije:

Intenzitet zvuka u pravcu prostiranja zvučnog talasa definiše se kao [[količnik]] zvučne energije Δ''E'' koja u vremenu Δ''t'' prođe kroz površinu Δ''S'' normalnu na [[pravac]] prostiranja:

''I''₀ – referentni [[intenzitet]] ''I''₀ = 2*10^-12 W/m².<br/>

U želji da se (subjektivni) osećaj jačine zvuka objektivizuje i uvede mera koja će predstavljati čovekov osećaj jačine zvuka uvedena je frekvencijska ponderizacija (pogledaj članak: [[Fonometar]]). Frekvencijske ponderizacije obeležavaju se slovima A, B, C, D. Danas je najčešće u upotrebi A-ponderizacija. Postupak frekvencijske [[ponderizacija|ponderizacije]] je jednostavan. Usvojeno je da se ton frekvencije 1000 Hz meri njegovom stvarnom objektivnom jačinom, a ton neke druge frekvencije koriguje – ponderizuje – na taj način što se od njegove stvarne vrednosti oduzima određen broj decibela. Tako npr. ton frekvencije 1000 Hz i objektivne jačine 60 dB posle frekvencijske ponderizacije tipa A imaće istu vrednost, dakle ''L_A'' = 60 dBA, ali ton frekvencije 160 Hz i objektivne jačine 60 dB posle A-ponderizacije biće registrovan jačinom 43,9 dB. U tabeli T.2 su date frekvencijske karakteristike A, B, C i D ponderizacije u dB.