Vlnění a optika
Zvuk
Zvukové vlny
Zvukové vlny jsou jedním ze zdrojů našich informací o okolním světě. Jejich vznikem, šířením a vnímáním sluchem se zabývá část fyziky nazývaná akustika.
V principu jsou zvukové vlny tvořeny periodickými změnami tlaku - jedná se tedy o podélné vlnění, které se může šířit v libovolném látkovém prostředí.
Vznik zvukových vln
Na takové změny tlaku je citlivý v určitém rozmezí frekvencí náš sluch, zpravidla je toto rozmezí uváděno od 16 Hz do 16 kHz (s věkem člověka se toto rozmezí zužuje).
| Frekvence od | do | Druh zvuku |
| 0 Hz | 16 Hz | infrazvuk |
| 16 Hz | 16 000 Hz | zvuk slyšitelný lidským sluchem |
| 16 000 Hz | ultrazvuk |
Infrazvuk může člověku při velkých intenzitách způsobovat fyziologické problémy - bolesti hlavy, závratě, nevolnost, může člověka i zabít.
Ultrazvuk je díky své krátké vlnové délce využíván k detekci poruch, vad v materiálech (defektoskopie), v medicíně k zobrazování vnitřních orgánů těla, ve vojenství jako zvuková obdoba radaru (sonar - toto zařízení lidstvo odkoukalo od netopýrů), v průmyslu k čištění součástek od jemných nečistot (ale i např. skel brýlí).
Intenzita zvuku
Rozsah intenzit zvuku, které je schopno lidské ucho zaznamenat, je omezen tzv. prahem slyšení (uvádí se intenzita 10-12 Wm-2) a tzv. prahem bolesti (1 Wm-2). Tento rozsah by byl zapsán poměrem 1: 1 000 000 000 000, což je velmi nepraktické pro běžné používání. Proto pro porovnání intenzit zvuku byla zvolena tzv. logaritmická stupnice a její jednotka bel (B - podle Alexandra Grahama Bella 1847 - 1922, amerického vynálezce, mj. telefonu) - díky ní je desetinásobný rozdíl intenzit vyjádřen rozdílem 1 B, stonásobný rozdílem 2 B, tisícinásobný rozdílem 3 B, ... Celý rozsah vnímání se tak redukuje do 12 belů. Opět praktické důvody vedly k tomu, že v praxi je použita menší jednotka dB = decibel (pak desetinásobný rozdíl intenzity odpovídá rozdílu 10 dB, stonásobný 20 dB, ...).
Příklady intenzity zvuků vyjádřených v decibelech