Zvuk

Zvuk se prostorom širi u obliku longitudinalnog vala. Intenzitet zvuka \(I\) definiramo kao omjer snage \(P\) i površine \(S\). Odnosno, to je količina energije koju zvuk prenese u jedinici vremena kroz površinu \(S\). Njega računamo po formuli:

\( I = \frac{P}{S} \)

Najmanju vrijednost intenziteta zvuka koju ljudsko uho može čuti zovemo prag čujnosti. Označavamo ju s \(I_0\) i ona iznosi:

\(I_0 = 10^{-12} \mathrm{\frac{W}{m^2}}\)


Veličina kojom češće opisujemo jakost zvuka je buka ili razina jakosti zvuka. Označavamo ju slovom \(L\), njezina je mjerna jedinica Decibel [dB] i računamo ju po formuli:

\( L = 10 \log{\frac{I}{I_0}} \)

Dopplerov efekt

Dopplerov efekt opisuje frekvenciju koju čujemo u nekoj točki prostora ovisno o tome kako se giba izvor zvuka \(v_i\) te frekvencije i kako se giba promatrač \(v_p\). Formula kojom općenito opisujemo frekvenciju koju čuje promatrač \(f_p\) u odnosu na frekvenciju izvora \(f_i\) dana je izrazom:

\( f_p = f_i \frac{v \pm v_p}{v \mp v_i} \)

Brzina kojom se zvuk širi u zraku iznosi:

\(v = 343 \mathrm{m/s} \)


U slučaju kada se izvor i/ili promatrač približava koristimo gornje predznake u navedenoj formuli, a u slučaju udaljavanja koristimo donje predznake.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Promatrač miruje, a izvor mu se približava

U slučaju kada promatrač miruje, a izvor mu se približava frekvencija koju će čuti bit će veća od frekvencije izvora.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Promatrač miruje (\(v_p = 0\)), a izvor se giba prema njemu (u nazivniku koristimo gornji predznak).

PROMATRAČ MIRUJE, IZVOR mu se udaljava

U slučaju kada promatrač miruje, a izvor mu se udaljava od njega frekvencija koju će čuti bit će manja od frekvencije izvora.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Promatrač miruje (\(v_p = 0\)), a izvor se giba od njega (u nazivniku koristimo donji predznak).

Promatrač se giba prema izvoru, izvor miruje

U slučaju kada izvor miruje, a promatrač mu se približava frekvencija koju će čuti bit će veća od frekvencije izvora.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Izvor miruje (\(v_i = 0\)), a promatrač se giba prema njemu (u brojniku koristimo gornji predznak).

Promatrač se giba od izvora, a izvor miruje

U slučaju kada izvor miruje, a promatrač mu se udaljava frekvencija koju će čuti bit će manja od frekvencije izvora.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Izvor miruje (\(v_i = 0\)), a promatrač se giba od njega (u brojniku koristimo donji predznak).

Promatrač i izvor se gibaju u različitim smjerovima

Međusobnim udaljavanjem i promatrač i izvor pridonose smanjenju frekvencije koju će čuti promatrač.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Promatrač i izvor se udaljavaju što znači da i u brojniku i u nazivniku koristimo donji predznak.

Promatrač i izvor se gibaju u istom smjeru

U slučaju kada izvor "bježi" promatraču (ili obrnuto), frekvencija koju promatrač čuje ovisit će o tome tko se giba većom brzinom.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Izvor se udaljava od promatrača što znači da u nazivniku koristimo donji predznak. Promatrač se na slici "približava" izvoru što znači da u brojniku koristimo gornji predznak.

Dopplerov efekt s odbijanjem

Najčešći primjer Dopplerovog efekta je odbijanje zvuka. Pri tome dolazi do izmjene izvora i promatrača. Zvuk putuje od izvora do mjesta odbijanja koje u početku ima ulogu promatrača, a zatim se odbije što rezultira promjenom uloga (mjesto odbijanja sada ima ulogu izvora).

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr