Zvuk

Zvuk je ljudska percepcija nestalnih podražaja nastalih kao posljedica promjene razine tlaka koja se širi elastičnim medijem u kojeg je uronjen opažač (slušatelj). Te promjene tlaka nastaju zbog titranja molekula medija (zrak, voda...) koje su zbog vanjskog utjecaja (sile) izbačene iz ravnotežnog položaja. Zvuk se širi zbog elastične veze među molekulama medija. U plinovima i tekućinama valovi zvuka su isključivo longitudinalni (tj. šire se u istom pravcu u kojem se gibaju čestice medija pri titranju), dok u čvrstim tijelima valovi mogu biti također transverzalni, tj. čestice medija mogu titrati i okomito na pravac širenja vala. Zvuk se ne može širiti kroz vakuum.

Svojstva

Zvučni val se kroz različite medije kreće različitim brzinama. U zraku, taj se val, kreće brzinom od približno 300 m/s, u vodi se kreće približnom brzinom od 1500 m/s, a u željeznoj žici oko 5000 m/s. Što je materijal gušći, to se zvuk kroz njega prenosi duže i brže. Zvuk je određen, kao i ostali valovi, dvjema fizikalnim veličinama, frekvencijom i valnom duljinom. Broj titraja koje materijal čini u jednoj sekundi se naziva frekvencija, oznaka je f, a mjerna jedinica Hz (Herc).

Normalno ljudsko uho može čuti zvukove u frekvenciji od 20 Hz do 20 000 Hz. Sve zvukove frekvencije ispod 20 Hz nazivamo infrazvukovima ili podzvukovima, a zvukove frekvencije više od 20 000 Hz nazivamo ultrazvukovima ili nadzvukovima; oni se koriste u tehnici i medicini.

Dakle, prema frekvenciji, zvučne valove djelimo na:

• infrazvuk - ispod 16Hz
• od 20Hz do 20kHz - ljudske granice osjećaja zvuka
• ultrazvuk - iznad 20kHz

Valna duljina, s druge strane, je razmak između dva susjedna najveća zgušnjenja, kao i između dva susjedna razrjeđenja, medija kroz koju se val širi.

U osnovi zvukove možemo podijeliti na dvije skupine: šumove i tonove. Šum je zvuk koji nastaje nepravilnim titranjem zvučnog izvora pri čemu se frekvencija stalno mijenja, dok ton nastaje pravilnim titranjem zvučnog izvora i frekvencija je stalna.

Jedinice

Krivulje A, B, C i D težinskih faktora za utvrđivanje glasnoće zvuka u odnosu na frekvenciju (prema EN 61672-1/-2).

Frekvencija („visina“) zvuka se mjeri u hercima (Hz).

Glasnoća zvuka se često izražava u decibelima, iako ju je moguće izraziti i preko snage koju zvuk nosi (W, W/m², W/srad), ili kao efektivni ili maksimalni iznos promjene tlaka u odnosu na tlak neporemećenog sredstva u kojem se zvuk širi (Pa).

Decibel je bezdimenzionalna, logaritamska mjera odnosa dviju veličina, te je potrebno odrediti iznos referentne veličine. Standardno se razina zvuka u decibelima prikazuje u odnosu na referentni iznos od 20 µPa koji načelno odgovara pragu čujnosti, pa se to obično naznačuje dodatkom SPL (engl.: Sound Pressure level). Na primjer, šapat ima 30 dB(A)_SPL, govor 60 dB(A)_SPL, buka 90 dB(A)_SPL, a za zvuk inteziteta 120 dB_SPL kažemo da je granica boli. Kod izražavanja glasnoće uzima se u obzir da ljudsko uho nije jednako osjetljivo na sve frekvencije. Stoga su definirani težinski faktori kojima se određuje s kojim značajem se pojedina frekvencija uzima u obzir kod mjerenja glasnoće zvuka. Za ljudsko uho su ti težinski faktori dati kao „krivulja A“ (prema standardu EN 61672-1/-2), a mjerenja zasnovana na tim težinskim faktorima se označavaju kao dB(A), a ponekad i kao dBA ili dB_A.

Decibel je mjerna jedinica izvedena iz jedinice bel (B) - nazvan tako u čast A.G. Bella, izumitelja telefona - no iz praktičnih se razloga koristi deset puta manja logaritamska mjera decibel (dB).