Звук — разлика између измена

Садржај обрисан Садржај додат
Нема описа измене
Нема описа измене
Ред 1:
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 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/>
'''Звук''' је механичка осцилацијa честица неког еластичног медијума које са кроз њега најчешће простиру као [[талас]] и које (углавном) човек чује. Човеков орган слуха може да региструје осцилације у [[фреквенција|фреквенцијском]] опсегу од 16 Hz до 16 kHz ако оне имају довољни интензитет. Звук се простире кроз медијуме у сва три агрегатна стања. Звук не може да се простире у безвадушном простору. Под звуком се подразумевају и осцилације изван напред наведеног фреквенцијског опсега: [[инфразвук]] испод 16 Hz и [[ултразвук]] изнад 16 kHz.
 
Oblast [[fizika|fizike]] koja proučava zvuk zove se [[akustika]].<br/>
Област [[физика|физике]] која проучава звук зове се [[акустика]].
 
Brzina zvuka zavisi od karakteristika fluida i može se izračunati po relaciji:<br/>
Брзина звука зависи од карактеристика флуида и може се израчунати по релацији:
<center><math>c = \sqrt{\frac{p_a \chi}{\rho}}</math></center>
gde je:<br/>
где је:
* ''p<sub>аa</sub>'' – [[атмосферскиatmosferski притисакpritisak]],<br/>
* ''<math>\rho</math>'' - густинаgustina ваздухаvazduha иi<br/>
* <math>\chi</math> = 1,4.<br/>
 
Zvuk se u vazduhu prostire kao longitudinalni talas [[brzina|brzinom]] od ''c'' = 344 m/s na [[temperatura|temperaturi]] od 20<sup>o</sup>C pri normalnim atmosferskim uslovima.
Звук се у ваздуху простире као лонгитудинални талас [[брзина|брзином]] од ''ц'' = 344 m/s на [[температура|температури]] од 20<sup>о</sup>C при нормалним атмосферским условима.
Brzina zvuka u vazduhu zavisi od temperature vazduha i može se iskazati relacijom:<br/>
Брзина звука у ваздуху зависи од температуре ваздуха и може се исказати релацијом:
<mathcenter>''c'' = c_0''c''<sub>0</sub> + 0,6 <math>\Theta</math></center><br/>
gde je:<br/>
где је:
* ''c'' – брзинаbrzina звукаzvuka наna температуриtemperaturi <math>\Theta</math> уu [m/s],<br/>
* ''c''<sub>0</sub> = 330 m/s – брзинаbrzina звукаzvuka наna <math>\Theta</math> = 0<sup>оo</sup>C иi<br/>
* <math>\Theta</math> – температураtemperatura ваздухаvazduha уu [<sup>оo</sup>C].<br/>
 
Brzine zvuka u nekim drugim sredinima date su tablici:<br/>
Брзине звука у неким другим срединима дате су таблици:
 
''ТT.1: БрзинаBrzina простирањаprostiranja звукаzvuka''<ref>Howard W. СамсSams & Company – „Handbook for Sound Енинеерс“Enineers“</ref><ref>Wolfgang ФасолдFasold„Бау„Bau- ундund Раумакустик“Raumakustik“</ref>.
{| class="wikitable"
|-
! Materijal
! Материјал
! ''v'' [m/s] [dB]
|-
| <center>ГумаGuma</center>
| <center>50</center>
|-
| <center>ВодаVoda</center>
| <center>1480</center>
|-
| <center>СланаSlana водаvoda
(21<sup>оo</sup>C, салинитетsalinitet 3,5 %)</center>
| <center>1520</center>
|-
| <center>ПлексигласPleksiglas</center>
| <center>1800</center>
|-
| <center>ДрвоDrvo (мекоmeko)</center>
| <center>3350</center>
|-
| <center>ДрвоDrvo (јелаjela)</center>
| <center>3800</center>
|-
| <center>АрмираниArmirani бетонbeton</center>
| <center>3400</center>
|-
| <center>ЧеликČelik</center>
| <center>5050</center>
|-
| <center>АлуминијумAluminijum</center>
| <center>5150</center>
|-
| <center>СтаклоStaklo</center>
| <center>5200</center>
|-
| <center>ГипсанаGipsana плочаploča</center>
| <center>6800</center>
|}
Pod dejstvom zvuka čestice vazduha osciluju oko svog ravnotežnog položaja stvarajući čas na jednu, čas na drugu stranu nadpritisak u odnosu na svoj 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/>
Под дејством звука честице ваздуха осцилују око свог равнотежног положаја стварајући час на једну, час на другу страну надпритисак у односу на свој равнотежни положај при атмосферском притиску (сл.1). Промене атмосферског притиска изазване звуком називају се звучни притисак. Ове промене су у односу на атмосферски притисак мале.<br />
 
[[Сликаслика:Talas.jpg|мини|СлSl.1: ОсцилацијеOscilacije честицаčestica уu звучномzvučnom пољуpolju.]]
 
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 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/s<sup>2</sup>]. Sve ove navedene fizičke veličine su fizičke veličine I reda.<br/>
Појаву осцилација честица ваздуха, дакле звук, могуће је пратити као промене притиска ''п'' односно промене [[густина|густине]] ваздуха <math>\rho</math> па је преко ове две физике величине могуће описати звук и њих користити за проучавања у области акустике. На сл.2 приказане су промене притиска при најједноставнијем облику осцилација Са друге стране честицу која осцилује могу да описују и друге физичке величине карактеристичне за осцилаторно кретање: померај честице (удаљење од равнотежног положаја ''ξ'' [м]), брзина осциловања честице ''в'' [m/s] или пак [[убрзање]] честице ''а'' [m/s<sup>2</sup>]. Све ове наведене физичке величине су физичке величине И реда.<br />
[[слика:Sinusoida.jpg|мини|Sl.2: Prostoperiodične promene zvučnog pritiska.]]
 
Pored njih za proučavanje se koriste i fizičke veličine II reda (srazmerne [[snaga|snazi]]): zvučna snaga ''P<sub>A</sub>'' [W], zvučna [[energija]] ''E'' [J], gustina zvučne energije ''w'' [J/m<sup>3</sup>] i intenzitet zvuka ''I'' [W/m<sup>2</sup>].<br/>
[[Слика:Sinusoida.jpg|мини|Сл.2: Простопериодичне промене звучног притиска.]]
 
Za proučavanja u akustici najčešće se koristi (zvučni) pritisak ''p''.<br/>
Поред њих за проучавање се користе и физичке величине ИИ реда (сразмерне [[снага|снази]]): звучна снага ''П<sub>А</sub>'' [W], звучна [[енергија]] ''Е'' [Ј], густина звучне енергије ''w'' [Ј/м<sup>3</sup>] и интензитет звука ''И'' [W/м<sup>2</sup>].<br />
 
Smatra se da je prosečna vrednost najnižeg zvučnog pritiska koji čovek može da čuje:<br/>
За проучавања у акустици најчешће се користи (звучни) притисак ''п''.<br />
<center>''пp'' = 2*10-5 Pa = 20 <math>\mu</math>Pa</center><br />
Ova vrednost se naziva prag čujnosti.<br/>
 
Preciznosti radi, a pošto se radi o promenljivoj fizičkoj veličini (oscilacijama ili talasu) gore data vrednost zvučnog pritiska na pragu čujnosti je [[efektivna vrednost]] zvučnog pritiska.<br/>
Сматра се да је просечна вредност најнижег звучног притиска који човек може да чује:<br />
<center>''п'' = 2*10-5 Pa = 20 <math>\mu</math>Pa</center><br />
Ова вредност се назива праг чујности.<br />
 
Zvučni pritisci veličine 100 Pa izazivaju bol u čovečijem slušnom sistemu pa se te vrednosti opisuju kao granica bola.<br/>
Прецизности ради, а пошто се ради о променљивој физичкој величини (осцилацијама или таласу) горе дата вредност звучног притиска на прагу чујности је [[ефективна вредност]] звучног притиска.<br />
Kao normalni atmosferski pritisak ''p<sub>A</sub>'' može se uzeti pritisak:<br/>
<center>''пp<sub>АA</sub>'' = 1000 hPa (1000 mbarmbara),</center><br />
pa proizilazi da je zvučni pritisak na pragu čujnosti 5*10<sup>9</sup> puta manji od atmosferskog pritiska.<br/>
 
Jačina zvuka zavisi od [[amplituda|amplitude]] oscilacija.<br/>
Звучни притисци величине 100 Па изазивају бол у човечијем слушном систему па се те вредности описују као граница бола.<br />
Као нормални атмосферски притисак ''п<sub>А</sub>'' може се узети притисак:<br />
<center>''п<sub>А</sub>'' = 1000 hPa (1000 mbar),</center><br />
па произилази да је звучни притисак на прагу чујности 5*10<sup>9</sup> пута мањи од атмосферског притиска.<br />
 
Visinu zvuka određuje frekvencija oscilacija. Boja je određena sadržajem komponenti.<br/>
Јачина звука зависи од [[амплитуда|амплитуде]] осцилација.<br />
 
[[Сликаслика:1kHz.ogg|мини|ВидеоVideo 1: 1000 Hz.]]
Висину звука одређује фреквенција осцилација. Боја је одређена садржајем компоненти.<br />
[[Сликаслика:315Hz.ogg|мини|ВидеоVideo 2: 315 Hz.]]
[[Сликаслика:Veber-Flecerove krive.jpg|мини|СлSl.3: ВеберVeber-ФлечеровеFlečerove кривеkrive.]]
 
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/>
[[Слика:1kHz.ogg|мини|Видео 1: 1000 Hz.]]
[[Слика:315Hz.ogg|мини|Видео 2: 315 Hz.]]
[[Слика:Veber-Flecerove krive.jpg|мини|Сл.3: Вебер-Флечерове криве.]]
 
Ako se zvuk sastoji od samo jedne prostoperiodične komponente kažemo da se radi o čistom [[ton|tonu]] ili jednostavno tonu.<br/>
Свака периодично или непериодична промељива величина може се, под одређеним условима, [[Фурије|Фуријевом]] анализом и Фуријевом трансформацијом разложити на низ простопериодичних компоненти. Ове компоненте имају фреквенцију која је целобројни умножак основне фреквенције, а њихове амплитуде претстављају опадајући низ што даје изузетне могућности за даље проучавање било каквог сложеног звука.
 
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 krive koje pokazuju u kojoj meri se subjektivni osećaj jačine zvuka razlikuje od njegove objektivne jačine.<br/>
Ако се звук састоји од само једне простопериодичне компоненте кажемо да се ради о чистом [[тон|тону]] или једноставно тону.<br />
 
Iz praktičnih razloga u akustici je u upotrebi [[logaritam|logaritamska]] jedinica jačine zvuka izražena u [[decibel|decibelima]] [dB].<br/>
Човеков слушни систем различито је осетљив за различите фреквенције. Горе наведени праг чујности односи се на тон фреквенције 1000 Hz. Некако, за ту компоненту људско [[ухо]] и најостљивије. За ниже, али и више тонове људско ухо није тако осетљиво па ће се објективно осцилација исте амплитуде чути слабије. На видеу 1 и видеу 2 прикани су упоредни примери за 1 -{kHz}- и 315 Hz једнаких амплитуда. На сл.3 су приказане познате Вебер-Флечерове криве које показују у којој мери се субјективни осећај јачине звука разликује од његове објективне јачине.
 
Pored velikog frekvencijskog opsega od skoro 10 [[oktava]] specifičnost u akustici je i veliki dinamički opseg pri čemu je odnos snage najmanjeg i najvećeg [[signal|signala]] čak 10<sup>14</sup> (odnos zvučnog pritiska 10<sup>7</sup>). 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:
Из практичних разлога у акустици је у употреби [[логаритам|логаритамска]] јединица јачине звука изражена у [[децибел|децибелима]] [dB].
 
Поред великог фреквенцијског опсега од скоро 10 [[октава]] специфичност у акустици је и велики динамички опсег при чему је однос снаге најмањег и највећег [[сигнал|сигнала]] чак 10<sup>14</sup> (однос звучног притиска 10<sup>7</sup>). Оно што је важно имати у виду да је анализом појаве често потребно водити рачуна истовремено и о сасвим слабом и о врло јаком звуку који могу да се разликују управо за вредност динамичког опсега. Проблеми великог динамичког опсега ефикасно се превазилазе увођењем логаритамске јединице децибел, па се уместо звучног притиска у паскалима дефинише ниво звука ''Л'' у дБ преко релације:
<center><math>L = 20\log \frac{p}{p_0}</math></center>
гдеgde јеje:<br />
* ''пp'' – звучниzvučni притисакpritisak оo комеkome јеje речreč, аa<br />
* ''пp''<sub>0</sub> – референтниreferentni звучниzvučni притисакpritisak ''пp''<sub>0</sub> = 2*10<sup>-5</sup> ПаPa.<br />
 
=== ИнтензитетIntenzitet звукаzvuka ===
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:
Интензитет звука у правцу простирања звучног таласа дефинише се као количник звучне енергије Δ''Е'' која у времену Δ''т'' прође кроз површину Δ''С'' нормалну на правац простирања:
 
[[Сликаслика:Prostiranje zvuka u prostoru.jpg|мини|СлSl.4: ИнтензитетIntenzitet звукаzvuka. ПростирањеProstiranje звукаzvuka уu просторуprostoru.]]
 
<center><math>I = \frac{\Delta E}{\Delta t \Delta S}</math></center>
Nivo zvuka izražen preko intenziteta zvuka dat je relacijom:<br/>
Ниво звука изражен преко интензитета звука дат је релацијом:<br />
<center><math>L = 10\log \frac{I}{I_0}</math></center>
gde je:<br/>
где је:
* ''I'' – интензитетintenzitet оo комеkome јеje речreč, аa<br />
* ''I''<sub>0</sub> – референтниreferentni интензитетintenzitet ''I''<sub>0</sub> = 2*10<sup>-12</sup> W/m<sup>2</sup>.<br />
 
=== Objektivni i subjektivni osećaj jačine zvuka ===
=== Објективни и субјективни осећај јачине звука ===
Dva tona različite frekvencije a iste objektivne jačine izazvaće različit osećaj subjektivne jačine.<br/>
Два тона различите фреквенције а исте објективне јачине изазваће различит осећај субјективне јачине.<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 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<sub>A</sub>'' = 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.
У жељи да се (субјективни) осећај јачине звука објективизује и уведе мера која ће представљати човеков осећај јачине звука уведена је фреквенцијска пондеризација (погледај чланак: [[Фонометар]]). Фреквенцијске пондеризације обележавају се словима А, Б, Ц, Д. Данас је најчешће у употреби А-пондеризација. Поступак фреквенцијске пондеризације је једноставан. Усвојено је да се тон фреквенције 1000 Hz мери његовом стварном објективном јачином, а тон неке друге фреквенције коригује – пондеризује – на тај начин што се од његове стварне вредности одузима одређен број децибела. Тако нпр. тон фреквенције 1000 Hz и објективне јачине 60 дБ после фреквенцијске пондеризације типа А имаће исту вредност, дакле ''L<sub>A</sub>'' = 60 -{dB}-A, али тон фреквенције 160 Hz и објективне јачине 60 дБ после А-пондеризације биће регистрован јачином 43,9 -{dB}-. У табели Т.2 су дате фреквенцијске карактеристике А, Б, Ц и Д пондеризације у дБ.
 
''ТT.2: ФреквенцијскаFrekvencijska пондеризацијаponderizacija.''<ref>БориславBorislav БB. БудисављевићBudisavljević – „[[БукаBuka]] - основиosnovi, анализаanaliza, извориizvori иi заштита“zaštita“</ref>.
{| class="wikitable"
|-
! НоминалнаNominalna<br /> фреквенцијаfrekvencija [Hz]
! ЕгзактнаEgzaktna<br /> фреквенцијаfrekvencija [Hz]
! АA pond.
! БB pond.
! ЦC pond.
! ДD pond.
|-
| <center>10</center>
Ред 371:
|}
 
=== РеференцеLiteratura ===
<references/>
{{reflist}}
 
 
{{Commonscat|Sound}}
 
[[Kategorija:Akustika]]
[[Категорија:Акустика]]
[[Kategorija:Talasi]]
[[Категорија:Таласи]]
 
 
[[af:Klank]]
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/wiki/Звук