Zvuk

Zvuk je forma energie, ktorá vzniká vibráciou hmoty. Pri chvení materiálu sa toto chvenie prenáša na materiály v okolí, napríklad aj vzduch. Z toho vyplýva, že zvuk vzniká pohybom materiálu (hmoty). Ak rozkmitané častice vzduchu narazia na sluchový orgán človeka, ten chvenie vníma ako zvuk. Tým, že sa chvenie častíc prenáša na ďalšie častice materiálu, energia chvenia sa postupne stráca. Zvuk sa zoslabuje až úplne mizne (keď už je energia chvenia nedostatočná na rozkmitanie ďalších okolitých častíc). Postupný prenos a zoslabovanie zvuku je možné prirovnať k šíreniu vĺn vo vode po vhodení kameňa do pokojnej hladiny. Ak častice materiálu kmitajú rýchlo, človek vníma vznikajúce chvenie ako zvuk s vysokou frekvenciou (vysoké tóny). Ak častice kmitajú pomalšie, intenzita zvuku je slabšia (nízke tóny). Inou vlastnosťou zvuku je hlasitosť. Tú meriame v decibeloch. Šepot človeka má približne 15 – 20 decibelov. Zvuk, ktorý má viac ako 85 decibelov a sme mu vystavovaní pravidelne, môže poškodiť náš sluch. Bolesť v uchu cítime pri 130 decibeloch a takýto zvuk môže mechanicky poškodiť sluch tak akútne, že sluchový orgán prestane fungovať.

Prenos zvuku

Na rozdiel od svetla, zvuk sa prenáša len cez materiály. Keďže prenos zvuku znamená prenos kmitania častíc na ďalšie častice, ktoré sa nachádzajú v blízkosti tých kmitajúcich, zvuk sa prenáša lepšie materiálmi, v ktorých sú častice uložené bližšie k sebe. To znamená, že zvuk sa lepšie prenáša pevnými ako kvapalnými a lepšie kvapalnými ako plynnými látkami. Napríklad, kým v suchom vzduchu sa zvuk šíri rýchlosťou 343 metrov za jednu sekundu, vo vode za ten istý čas zvuk prejde až 1 482 metrov a v oceli 4 512 metrov. Z uvedeného taktiež vyplýva, že v priestore, v ktorom sa žiaden materiál (hmota) nenachádza (vo vákuu) sa zvuk neprenáša.

Sluchové orgány

Človek má sluchové orgány vyvinuté primerane jeho spôsobu života. Keďže nie je častou korisťou iných druhov živočíchov a zároveň nie je odkázaný na lov koristi z blízka (na lov vie použiť rôzne nástroje), nemá tak vyvinuté sluchové orgány ako iné druhy živočíchov. Typickým znakom živočíchov, ktoré dokážu vnímať aj zvuky, ktoré sú pre človeka už nepočuteľné, sú napríklad rôzne dravé živočíchy, ako napr. líška, vlk, ale aj rôzna korisť, akou je napríklad srna alebo zajac. Tieto živočíchy majú zvyčajne väčšie ušnice, ktoré zabezpečia zachytenie zvukových vĺn z väčšieho priestoru a ich sústredenie do vnútorného ucha, pričom ušnice dokážu otáčať do rôznych strán bez pohybu tela.

Zaujímavý je aj fakt, že ušnice človeku rastú celý život.Sluch človeka sa postupne opotrebúva a zväčšená ušnica môže zabezpečiť o niečo lepšie zachytávanie zvukov z prostredia pri samotnom oslabovaní sluchu v dôsledku menšej funkčnosti stredného a vnútorného ucha. Niekedy potrebujeme, aby sa zvuk v priestore šíril dobre (napríklad v prednáškových miestnostiach alebo v koncertných halách) a inokedy potrebujeme, aby sa zvuk nešíril (napríklad v knižniciach). Hovoríme o akustických vlastnostiach miestností. Pri ich konštrukcii sa využívajú informácie o materiáloch a ich správaní sa voči zvuku. Niektoré materiály zvuk pohlcujú, a to najmä tým, že zvuk rozkmitá častice tohto materiálu a tie už oveľa menej rozkmitajú ďalšie častice. Od iných materiálov sa môže zvuk odraziť. Ide najmä o pevné materiály.

Echo/ozvena

Echo vnímame vtedy, keď sa materiál, od ktorého sa zvuk odráža nachádza v určitej vzdialenosti, takže odrazený zvuk spätne vnímame, t. j. nezanikne pri odraze a spätnom putovaní do nášho ucha.Ak chceme na niekoho zavolať a je pomerne ďaleko od nás alebo sa nachádzame v rušnom prostredí, intuitívne priložíme dlane k ústam a vytvoríme akýsi lievik, pomocou ktorého sa snažíme spôsobiť, aby sa zvuk dostal ďalej. Vytvárame tak jednoduchý megafón. S určitosťou tento spôsob zlepšenia šírenia zvuku vznikajúceho v hlasivkách funguje. Príčinou sú dva odlišné javy. Prvým z nich je, že pomocou vytvorenia akéhosi lievika usmerňujeme zvuk tak, aby sa nešíril z úst hneď do všetkých strán, ale aby putoval priamočiarejšie smerom k adresátovi. Druhý princíp má na zlepšenie šírenia zvuku väčší efekt. Kedykoľvek sa zvuk šíri z užšieho priestoru do širšieho, časť zvukových vĺn sa odrazí naspäť. Tvar lievika spôsobí, že tieto zvukové vlny sa neodrážajú naspäť ale cez špecifický tvar lievika sa odrážajú smerom von, teda tam, kam chceme, aby sa dostali. Zvuk vznikajúci v hlasivkách sa dostáva do úst a z nich sa priamym kontaktom s lievikom (dlane alebo priamo megafón) dostáva von, v lieviku sa odráža a usmerňuje a dostane sa tak ďalej bez väčšej straty energie. Aby megafón fungoval dobre, mal by mať z tohto dôvodu takú dĺžku, akú majú zvukové vlny, ktoré chceme pomocou megafónu zosilniť. Ľudský hlas má vlnovú dĺžku niekoľkých desiatok centimetrov, preto sú pre šírenie hlasu vhodné megafóny s dlžkou okolo 80 cm (oficiálny hlasový megafón má dĺžku 81,28 cm).