i

Aktuální číslo:

2024/6

Téma měsíce:

Éčka

Obálka čísla

Zvuk a jeho kvality

Subjektivní a objektivní snahy o měření
 |  29. 5. 2023
 |  Vesmír 102, 326, 2023/6
 |  Téma: Signál a šum

Většina z nás žije celý život obklopena zvukem. Někdy by se chtělo říci hlukem, ale je zřejmé, že některé zvuky jsou pro nás žádoucí, ba i příjemné, a ty za hluk asi neoznačíme. Záleží také na situaci: Když se při jarní procházce lesem ozývá cvrlikání ptáčků, je to krásné, ale když si kolem páté ráno pod vaším oknem začnou dva kosi zpěvem, byť nádherným, vymezovat svá teritoria, jdete vztekle zavřít okno. Podobné to může být i s hudbou nebo hovorem. Tedy to, co nechceme slyšet, je pro nás hluk. Hluk můžeme definovat i tak, že je to každý zvuk, který člověku ubližuje buď fyzicky, nebo psychicky.

Ticho

Opakem zvuku i hluku je ticho. Co je to vlastně ticho? Zvuk je mechanické vlnění přenášené nějakým médiem, například vzduchem. Nejjednodušším způsobem, jak se zbavit zvuku, je odstranit médium. Známý je například experiment s budíkem zavřeným ve vývěvě. Dokud je v prostoru vývěvy vzduch, budík zvoní, avšak s poklesem tlaku a ubýváním molekul vzduchu, kterým by se zvonění šířilo, přestává být zvonění slyšet. Tato verze ticha, která třeba v mezihvězdném prostoru může být i absolutní, není pro život příliš praktická. Z pohledu lidského vnímání bude asi jako ticho dostačující, pokud budou zvukové vlny v okolí našeho sluchového orgánu natolik slabé, že je nebudeme schopni vnímat.

Výzkumem rozsahu lidského sluchu se zabývají fyziologové a psychologové již od doby mezi světovými válkami, a proto jsou hranice slyšení dnes dobře prozkoumány. Obvykle se tyto hranice uvádějí jako tzv. práh slyšení, což je křivka kmitočtové závislosti minimálního akustického tlaku čistého tónu, který je již slyšet (obr. 2). Jsou-li hladiny akustického tlaku pod touto křivkou, vnímáme situaci jako úplné ticho. Tehdy začneme vnímat šum nebo i jemné pískání, což už není způsobené vnějšími zvuky, ale parazitními jevy v našem sluchovém orgánu.

Kde bychom takové prostředí mohli nalézt? Přiblížit se k němu můžeme ve volné krajině bez zdrojů hluku, za úplného bezvětří a nejlépe zasněžené čerstvým prašanem, který zvuk pohlcuje. Technickým modelem takového prostředí je pak akustická bezodrazová místnost (obr. 1). V takovém prostoru je maximum zvuku pohlceno obkladem stěn, stropu i podlahy tvořeným pohltivými klíny (tato konstrukce není jediná možná, ale je nejobvyklejší). Zároveň stavební úpravy zabezpečí maximální zvukovou izolaci od okolního světa, čímž je hladina hluku pozadí hluboko pod prahem slyšení. Bezodrazové místnosti pro akustiku se primárně využívají k měření vyzařovacích parametrů rozličných zdrojů zvuku. Z pohledu tohoto textu je to prostředí, kde je dosaženo nejlepšího odstupu signálu (zvuku) od šumu (hluku pozadí). Opačná je situace, kdy hluk pozadí je natolik silný, že dochází k maskování požadovaného zvuku, to znamená, že již nejsme schopni ve směsici zvuků najít ten, který nás zajímá.

Nyní vidíte 20 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Signál a šum
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyzika

O autorech

Ondřej Jiříček

Marek Brothánek

Další články k tématu

Signál a šum ve fyzice částic

Ve vědách je šum – na rozdíl od české státní hymny – nežádoucím jevem provázejícím každé měření. Není to však jediná obtíž, s níž se musí...

Jak řídit jaderný kompas?uzamčeno

Nukleární magnetická rezonance (NMR) je nepostradatelný nástroj pro studium látek všech skupenství. Propojuje v sobě fyziku, elektrotechniku,...

Data, signál a šum

Signál je informace, která nás zajímá. Informace, která nás nezajímá, je šum: pozadí, odpad a nepříjemnost. Jak se vlastně rozhodujeme, co je co?...

Hledání galaxií v kupce šumuuzamčeno

Analogová rádia byla kdysi téměř nepostradatelnou výbavou domácnosti. Před érou streamované hudby museli poslechuchtiví uživatelé naladit rádio...

Signál a šum v DNAuzamčeno

Genetická informace všech živých organismů, alespoň jak známe život tady a teď, je uložena v molekule DNA, deoxyribonukleové kyseliny. Abeceda DNA...

Doporučujeme

Genová terapie ALS: jsme na začátku naděje

Genová terapie ALS: jsme na začátku naděje

Je to krutá a zatím nevyléčitelná nemoc. Amyotrofická laterální skleróza. Americká léková agentura FDA však nedávno schválila pro medicínskou...
(Ne)umělá sladidla

(Ne)umělá sladidla uzamčeno

Adam Obr  |  3. 6. 2024
Když loni v létě zařadilo WHO aspartam na seznam látek, které mají potenciál způsobovat rakovinu, dosáhla diskuse o škodlivosti nekalorických...
Příběhy řasových éček

Příběhy řasových éček

Richard Lhotský  |  3. 6. 2024
Přídatné látky v potravinách, familiárně přezdívané pro svůj kód éčka, vzbuzují u řady lidí obavy a strach. Přesto se mezi nimi najdou i látky...