Edutorium:
Ozvěna

Teorie

Dostane–li se zvukové vlnění od zdroje k překážce a zpět za 0,1 s nebo za dobu delší, vnímáme odražený zvuk jako samostatný zvukový vjem – vznikla ozvěna. Při rychlosti zvuku 340 m/s musí být stěna od nás vzdálena minimálně 17 m. Při vzdálenosti 17n vznikne ozvěna n–slabičná. Je–li několik překážek, na kterých se může zvuk odrážet, pak při jejich vhodné vzdálenosti vnímáme po sobě odrazy téhož zvuku. V Teplických skalách u Broumova můžeme slyšet trojnásobnou ozvěnu sedmislabičnou. V kapli Chapel of the Mausoleum v Hamiltonu ve Velké Británii postavené v letech 1840 až 1855 je nejdelší ozvěna, která trvá 15 sekund a následuje po zabouchnutí dveří.

Jiná situace nastane, je–li zdroj zvuku a posluchač na jiném místě. V tomto případě spočívá fyzikální princip vzniku ozvěny v rozdílu vzdáleností, kterou urazí zvuk jdoucí přímo od zdroje k posluchači a vzdáleností, kterou urazí zvuk jdoucí k posluchači od zdroje po odrazu od odrazné stěny. 

Vznik ozvěny.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Časový interval mezi přímým zvukem a zvukem odraženým od odrazné stěny je dán vztahem

kde v je rychlost zvuku. Pro časový rozdíl je nutná hodnota 0,1 s.

Je–li odrážející stěna blíže ke zdroji zvuku než 17 m, ozvěna nevzniká, ale prodlužuje se trvání zvuku původního – vzniká dozvuk. V malých místnostech slouží k zesílení sluchového vjemu, neboť následuje po původním zvuku tak rychle, že s ním splývá. Splývá–li odražený zvuk se zvukem následujícím, konce slov se prodlužují a řeč se stává nesrozumitelnou. Tento jev známe např. z nádražních hal. S dozvukem je třeba počítat při projektování konferenčních a hudebních sálů, rozhlasových studií, továrních hal apod. Zpoždění zvuku v sálech má velký význam pro akustičnost sálu, projevuje se v průzračnosti nebo naopak prostorovém rozmazání zvuku. Zpoždění do 0,02 s přispívá ke zvýšení hlasitosti, zpoždění nad 0,05 s může už narušovat zřetelnost a srozumitelnost řeči a zhoršovat prostorovou lokalizaci. Toto zpoždění se projevuje na vzniku prostorovosti a pocitu obklopení zvukem.

Zajímavost ze stavebnictví:
Zajímavou vlastnost má elipsoid. Zvuk jdoucí z jednoho ohniska se odráží do druhého ohniska.

Odraz zvuku v elipsoidu (jeho průmět do jedné roviny).
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Proto např. v kostele, kde strop má tvar přibližně části elipsoidu mohli mniši v dobách inkvizice odposlouchávat cizí tiché hovory, aniž by si toho kdokoli všiml. Původním záměrem takto postavených kostelů byla dobrá slyšitelnost kněze ve všech částech kostela. Kromě toho srozumitelnosti přispívá tzv. „gregoriánský chorál“, jehož pravidla vycházejí z přirozené řeči. Daný jev můžeme pozorovat na vhodně tvarovaných stěnách např. v chrámu sv. Pavla v Londýně, v divadle v Mohuči, v sále Karyatid v Louvru v Paříži apod. Obdobný tvar má i kukaň nápovědy v divadle.