Věda a technika v pozadí
Konverzační balón
Jak exponát vypadá
Jak exponát vypadá:
Autor textu
Autor textu:
Exponát má na starosti
Exponát má na starosti:
O čem je tento exponát
O čem je tento exponát:
Stejně jako spojná čočka (lupa) láme paprsky světla, tak náš konverzační balón láme zvukové vlny vašeho hlasu, aby je donesl do uší návštěvníka, který sedí za balónem. Takže i když budete šeptat, dobře vás uslyší.
Stejně jako u světla, tak i o šíření zvuku rozhoduje jeho rychlost v daném prostředí. Exponát tvoří velký balon napuštěný oxidem uhličitým, ve kterém se zvuk šíří rychlostí asi 259 m/s. V okolí balonu je vzduch, ve kterém se zvuk šíří rychlostí asi 331 m/s. Velký balón tak funguje jako obří zvuková čočka, ve které se zvuk láme.
Teorie
Většinou k lomu zvuku nedochází, protože rychlost zvuku v kapalinách a tuhých tělesech je mnohem větší než ve vzduchu, a proto nastává úplný odraz zvuku. Pokud ale narazí zvuk na prostředí, ve kterém se šíří pomaleji, dojde k jeho lomu podle Snellova zákona
Na obrázku je znázorněný exponát. Na balon dopadá zvuk pod úhlem 37,7°, láme se pod úhlem 28,6° a na druhé straně balonu se láme pod úhlem 37,7°.
Lom zvuku na konverzačním balonu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Pokud by byl balon naplněný heliem, kde je rychlost zvuku 970 m/s, pak by při úhlu dopadu 37,7° nastal úplný odraz.
Odraz zvuku na konverzačním balonu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Zajímavost z akustiky:
Lom zvukových vln nastává velmi často v ovzduší, jestliže má v různých vrstvách různou teplotu. Za běžné situace, kdy teplota vzduchu s výškou klesá, prochází atmosférou zvukový paprsek šikmo vzhůru a láme se ke kolmici. K tomu ale nedochází jen na jednom rozhraní, ale na velké spoustě vrstev, proto je tvar paprsku zaoblený. Při teplotní inverzi má zakřivení zvukových paprsků opačný charakter. S lomem zvukových paprsků v atmosféře souvisí vznik akustického stínu a anomální slyšitelnosti. Na obrázku je v bodě A znázorněn zdroj zvuku, který je v určité výšce nad zemským povrchem. Jednotlivé křivky znázorňují šíření zvukových paprsků za situace, kdy teplota vzduchu s výškou klesá. Paprsky procházející atmosférou šikmo dolů se lámou od kolmice a v určitém bodě dosáhne jejich úhel dopadu kritické hodnoty a vznikne úplný odraz. Paprsek se pak začne zakřivovat směrem vzhůru a lom od kolmice je vystřídán lomem ke kolmici. Do oblasti vyznačené šrafovaně zvukové paprsky nepronikají a vzniká tu akustický stín. Příkladem tohoto jevu je blýskavice – bouřka při které vidíme blesky, ale neslyšíme hromy.
Vznik akustického stínu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Anomální slyšitelnost vzniká tehdy, jestliže v určité výšce existuje inverzní průběh teploty. Zvukový paprsek směřující atmosférou šikmo vzhůru se po dosažení vrstvy s teplotní inverzí začne lámat od kolmice. V pásu inverzní teploty se zvukový paprsek úplně odráží. Jestliže v ovzduší existuje inverzních vrstev nad sebou víc, pak se může vytvářet několik zón s anomální slyšitelností vzájemně oddělených zónami ticha. Jev můžeme pozorovat nad vodní hladinou za tichého letního večera.
Vznik anomální slyšitelnosti.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Lom zvukových vln nastává velmi často v ovzduší, jestliže má v různých vrstvách různou teplotu. Za běžné situace, kdy teplota vzduchu s výškou klesá, prochází atmosférou zvukový paprsek šikmo vzhůru a láme se ke kolmici. K tomu ale nedochází jen na jednom rozhraní, ale na velké spoustě vrstev, proto je tvar paprsku zaoblený. Při teplotní inverzi má zakřivení zvukových paprsků opačný charakter. S lomem zvukových paprsků v atmosféře souvisí vznik akustického stínu a anomální slyšitelnosti. Na obrázku je v bodě A znázorněn zdroj zvuku, který je v určité výšce nad zemským povrchem. Jednotlivé křivky znázorňují šíření zvukových paprsků za situace, kdy teplota vzduchu s výškou klesá. Paprsky procházející atmosférou šikmo dolů se lámou od kolmice a v určitém bodě dosáhne jejich úhel dopadu kritické hodnoty a vznikne úplný odraz. Paprsek se pak začne zakřivovat směrem vzhůru a lom od kolmice je vystřídán lomem ke kolmici. Do oblasti vyznačené šrafovaně zvukové paprsky nepronikají a vzniká tu akustický stín. Příkladem tohoto jevu je blýskavice – bouřka při které vidíme blesky, ale neslyšíme hromy.
Vznik akustického stínu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Anomální slyšitelnost vzniká tehdy, jestliže v určité výšce existuje inverzní průběh teploty. Zvukový paprsek směřující atmosférou šikmo vzhůru se po dosažení vrstvy s teplotní inverzí začne lámat od kolmice. V pásu inverzní teploty se zvukový paprsek úplně odráží. Jestliže v ovzduší existuje inverzních vrstev nad sebou víc, pak se může vytvářet několik zón s anomální slyšitelností vzájemně oddělených zónami ticha. Jev můžeme pozorovat nad vodní hladinou za tichého letního večera.
Vznik anomální slyšitelnosti.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Autor textu
Autor textu:
Tento text se týká exponátu
Tento text se týká exponátu:
Uvedený exponát je součástí expozice
Uvedený exponát je součástí expozice:
Odborným garantem této expozice je
Odborným garantem této expozice je:
