ЗВУЧНИ БРАНОВИ Музиката, говорот, сообраќајниот метеж, лаењето на кучињата, песните на птиците, жуборењето на реката,....., сето тоа е звук.
Телото што произведува звук е извор на звук.
Извор на звук може да биде секое тело што осцилира.
Звукот од човечкото грло се создава при осцилирање на гласните жици.
Звукот од жичаните инструменти настанува со осцилирање на нивните жици.
Тапанот произведува звук со вибрирањето на затегнатата мембрана.
Во ритамот на осцилирање на изворите на звук, осцилираат и честичките на воздухот околу нив, така што во просторот наоколу се шират наизменични згуснувања и разредчувања на воздухот.
За да се слушне звукот од некој извор потребна е материјална средина низ која осцилациите ќе се пренесуваат во вид на звучнии бранови и исправно сетило за слух.
Звукот не се пренесува низ празен простор (вакум).
Механичките осцилирања што се шират во еластична средина – тврда, течна или гасовита – и се восприема со органите за слух или други апарати, се викаат звучни бранови.
Науката која ги изучува звучните бранови се вика акустика.
Звуците се делат на тонови и шумови.
Тонот настанува со правилно осцилирање на некое тело.
Секој тон се разликува по својата висина, боја и јачина.
Разликата помеѓу тоновите со иста висина и јачина настаната од различни звучни извори се вика боја на тон.
Висината на тонот е определена со фреквенција (голема фреквенција – висок тон).
Oбјективна јачина на звукот се определува со количеството енергија што го пренесува звучниот бран во единица време, низ единица плоштина нормална на правецот на ширење на бранот.
Човековото уво е способно да регистрира широк интервал на звуци со различни јачини. Се смета дека можат да разликуват 1500 различни тонови и 350 нивоа на јачина на звук Долната граница е наречена праг на чујност (10-12 W/m2), а горната граница е наречена граница на болка (10 W/m2). Децата вообичаено имаат почувствителен слух од возрасните.
Субјективна јачина на звукот е наречена гласност, а се изразува во единицата бел (В). Во практика се употребува десет пати помала единица наречена децибел (dB). Праг на чујност за човек со нормален слух изнесува 0 dB. Јачината на звукот при шепотење е 20 dB, при нормален разговор 60 dB, a јачина над 160 dB може да го дупне ушното тапанче.
Шумот настанува со неправилно осцилирање на некое тело.
Звучните бранови во гасовите и течностите се лонгитудинални, а во цврстите тела можат да бидат и трансверзални. Бранот кај кој честичките осцилираат во правецот на ширењето на бранот се вика лонгитудинален бран. Бранот кај кој честичките осцилираат нормално на правецот на ширењето на бранот се вика трансверзален бран.
Звукот, како и секој бран се карактеризира со фреквенција (f), бранова должина (ʎ) и со амплитуда (а). Бројот на осцилации во единица време се вика фреквенција или честота. Мерна единица за фреквенција во SI системот е херц (Hz). Брановата должина (ʎ) е растојанието помеѓу две соседни честички на еластичната средина кои имаат ист отклон од рамнотежната положба. Најголемата оддалеченост на телото од рамнотежната положба се вика амплитуда.
Брзината на звукот низ воздухот зависи од температурата. Звучни бранови се шират побрзо низ топол воздух, отколку низ ладен воздух. Брзината на звукот не зависи од воздушниот притисок. Брзината на звукот зависи од материјата низ која се шири. Звучните бранови се шират побрзо низ течностите отколку низ гасовите, а најбрзо се шират низ тврдите тела.
Појавите на одбивање и прекршување, на брановите се однесуваат и на звучните бранови. Со појавата на одбивање на звукот е поврзан познатиот феномен – ЕХО.
Постои една многу стара легенда, со која античките Грци си го објаснувале ехото или одекот во планините. Легендата вели дека многу одамна, живеела една многу убава самовила по име Ехо, која имала само една маана – премногу зборувала. За да ја казни, богињата Хера и’ забранила да зборува, освен ако некој не и’ се обрател, а и тогаш смеела само да го повтори она што ќе го чуела. Еден ден Ехо здогледала прекрасен млад човек по име Нарцис. Веднаш се вљубила во него, но тој не и’ возвраќал на љубовта. Ехо била толку многу тажна, што на крајот овенала од тага. Останал само нејзиниот милозвучен глас, кој луѓето го слушале како одек на нивните зборови во планините. Се разбира, оваа тажна легенда не ја објаснува вистинската причина за настанувањето на ехото.
Звукот на отворен простор се движи со брзина од околу 360 метри во секунда. Движењето наликува на кружен бран кој се создава кога ќе фрлиме камче во вода. Звучните бранови поаѓаат од изворот во сите правци, како светлината која ја шири електричната светилка. Кога звучниот бран наидува на некоја препрека, тој може да се прекрши или да се одбие од истата, како што е случајот со одбивањето на светлината. Кога звучниот бран ќе се одбие на овој начин, се слуша одек, односно ехо (одбиен звук кој се повторува).
Но наидувањето на препреки не секогаш предизвикува одек на звук. Некои предмети не одбиваат звук, туку го впиваат. Тоа значи дека звукот не се враќа и нема одек. Одекот обично се јавува кај мазни, правилни површини, како што е ѕид, тврда карпа, ѕид на куќа, или засводен кров. Интересно е тоа што и облаците одбиваат звук и може да предизвикаат ехо. Всушност кога го слушаме татнежот на грмотевиците, тоа е одек на првобитниот силен тресок чиј звук се одбива од облаците.
Звучен бран со фреквенција помала од 16 Hz се вика инфразвук, а со фреквенција поголема од 20000 Hz се вика ултразвук.
Човечкото уво има теоретски фреквентен опсег од 16 до 20000 Hz. Овој фреквентен опсег се слуша во опсег на интензитет во од 0 до 120 dB. Меѓутоа, со текот на годините, делувањето на фактори од надворешната средина (бучава, акутна акустична траума, лекови, разни болести,...), овој фреквентен опсег се намалува, така што обично изнесува од 50 до 10000 Hz.
Сетило за слух Благо свитканата школка од кожа и 'рскавица, сместена странично на главата ја нарекуваме уво. Тоа е всушност инка за прибирање звучни бранови од воздухот околу нас. Брановите поминуваат низ благо искривената цевка наречена ушен канал и удираат во ушниот меур – мало тенко парче видлива кожа. Вибрациите поминуваат низ една низа од три ситни коски, чеканче, наковална и узгенија. Узгенијата испраќа вибрации од делот на увото исполнет со течноост која се нарекува полжав. Вибрациите брановидно се пренесуваат низ течноста и ги тресат ситните микроскопски влакненца коишто излегуваат од нервните клетки. Додека влакненцата се придвижуваат, клетките произведуваат нервни сигнали што патуваат преку слушниот нерв до мозокот. Преку сетилата за слух, не само да воспоставуваме аудиовербална комуникација со соговорници, во исто време ние исто така го контролираме сопствениот говор.
Експеримент 1: - До звучната вилушка обеси лесно топче од бозел и удри во вилушката. - Што забележуваш? - На што укажува ваквото однесување на топчето?
Експеримент 2: a) Направи детски телефон: Потребни ви се два шупливи цилиндри затворени од еден крај со тенки мембрани ( 2 пластични чаши или метални конзерви), во центарот на овие мембрани направи дупче и поврзи ги со долг конец.
б) Оддалечете се во различни простории, на растојание колку што е долг конецот. Зборувај пред една мембрана а другарчето нека го стави увото на другата мембрана. Што забележувате? Што сте докажале со овој обид?
Експеримент 3: - Постави часовник на метална подлога и внимателно слушај го чукањето на часовникот а потоа и на платнена подлога , внимателно слушај. Кога погласно го слушаш чукањето на часовникот? Зошто е тоа така?
ЗВУЧНИ БРАНОВИ
Аида Петровска ООУ “Димитар Миладинов” Општина Центар Скопје