Věda a technika v pozadí

Teorie

Lvi mohou řvát, ale nepředou. Na rozdíl od koček nemají pevné kosti v hrdle – u lva jsou spojené s pružnými vazy, které umožňují jejich hrtanu, aby se rozšířil a rozechvěl, a právě tím vzniká hromový řev. Lvi řevem komunikují mezi sebou a dávají soupeřům výstrahu, v žádném případě nezastrašují kořist.

Hlasitost lvího řevu se změřit. Řev představuje zvukové vlny, které způsobují periodické zhušťování a zřeďování okolního pružného prostředí. Při šíření zvuku tedy dochází k tlakovým změnám, které ucho vnímá jako zvuk o různé hlasitosti. Nejnižší tlaková změna, která již vyvolá v uchu sluchový vjem, je asi 10^–5 Pa a nazývá se práh slyšení. Naopak nejvyšší tlaková změna, při které ještě nevzniká v uchu pocit bolesti, je asi 10² Pa, a nazývá se práh bolesti.

K porovnávání zvuků, které vnímáme, se užívá fyzikální veličina intenzita zvuku I. Ta je dána průměrnou energií vlnění, která projde za jednotku času (výkon zvukové vlny P) jednotkovou plochou kolmou ke směru šíření S. Platí

Amplituda polohové výchylky, kterou může lidské ucho zaznamenat, leží v intervalu hodnot od 10⁻⁵ m (u nejhlasitějšího snesitelného zvuku) do 10⁻¹¹ m (u nejslabšího slyšitelného zvuku). Poměr těchto hodnot je 10⁶. Intenzita zvuku závisí na kvadrátu amplitudy vlny. Poměr intenzit odpovídajících hranicím uchem slyšitelných zvuků tedy bude 10¹². Lidské ucho slyší zvuky skutečně v ohromném rozpětí intenzit. Abychom mohli zacházet s tak velkou oblastí hodnot, použijeme funkci logaritmus. Je tedy daleko výhodnější namísto intenzity zvuku mluvit o hladině intenzity zvuku B definované jako

nebo hladina tlaku

kde p₀ je nejnižší možný tlak, který lidské ucho zaznamená jako vjem – 20 mPa, tzv. práh slyšení). Jednotkou hladiny intenzity zvuku i hladiny tlaku je decibell (dB). Hladina intenzity zvuku se zvýší o 1 dB, když se intenzita zvuku zvýší asi o čtvrtinu. 1 dB je zhruba nejmenší rozdíl v hlasitosti, který sluchem ještě postřehneme. Práh bolesti 130 dB odpovídá tlaku 130 Pa. Ucho je tedy schopné rozlišit akustické tlaky v rozmezí 7 řádů.

Hlasitost zvuku je pak náš subjektivní vjem, související s hladinou intenzity zvuku. Určuje se porovnáváním zkoumaného zvuku s referenčním tónem výšky 1000 Hz.

Několik zdrojů se stejnou hladinou intenzity zvuku zvýší hladinu intenzity zvuku jen málo, např. dva motocykly z 90 dB na 93 dB a osm motocyklů na 99 dB, kdežto deset na 100 dB. Z tohoto důvodu se hlučné provozy soustřeďují na jedno místo.