zvok, valovanje, ki se po vzbuditvi motnje širi po snovi, tj. plinu, kapljevini ali trdnini. Delci v snovi v povprečju mirujejo; nihajo vzdolž smeri razširjanja valovanja in tako prenašajo motnjo. Navadno je zvok longitudinalno valovanje, v katerem se periodično spreminja gostota snovi. V elastičnih trdnih snoveh (npr. kristalih) se širijo tudi transverzalni valovi. Skozi brezzračni prostor zvok ne more potovati. Zvok zaznavamo z ušesom. Območje slišnosti človeškega ušesa se razteza v frekvenčnem pasu od 16 Hz (hertz) do 20.000 Hz (akustika). Zvok s frekvenco, manjšo od 16 Hz, je infrazvok, z večjo od 20.000 Hz pa ultrazvok; tega slišijo nekatere živali (npr. netopirji). Pri zvoku nastajajo pojavi, kot so odboj, lom, uklon, interferenca, ki so značilni za valovanja, le v nekaterih posebnih primerih (v kristalih) pa disperzija in polarizacija. Če se vir zvoka (zvočilo) ali poslušalec drug drugemu približujeta ali se oddaljujeta, nastane Dopplerjev pojav: poslušalec zazna zvok z višjo oz. nižjo višino. Mera za intenziteto zvoka je zvočna jakost. Ta izraža zvočno energijo, ki v 1 s preide skozi ploskev velikosti 1 m2. Enota za zvočno jakost je watt/m2. Najmanjša zvočna jakost (meja slišnosti), ki jo zazna človeško uho, je odvisna od frekvence. Pri 4000 Hz (uho najbolj občutljivo) znaša 10–12 W/m2. Zvočna jakost pri normalnem govoru je 10–5 W/m2, pri jakosti nad 1 W/m2 se pojavijo bolečine, pri večjih pa poškodbe ušesa. Pri ultrazvoku dosežejo zvočne jakosti do 105 W/cm2. Fiziološko merilo za občutek zaznavanja zvoka je glasnost (enoti decibel ali fon). Zvočni valovi na telesu povzročajo zvočni tlak. Pri harmoničnem nihanju občutimo zvok kot zven, pri neharmoničnem nihanju ali pri mešanici nihanja kot šum, pok ipd. Zvok se razširja z zvočno hitrostjo; odvisna je od temperature. Glede na odboj zvoka na mejah med razl. deli teles lahko sklepamo o notranji zgradbi teles ali npr. merimo globino morij (sonar). Če telo »prebije« zvočni zid in se po snovi giblje s hitrostjo, ki je večja od hitrosti zvoka, nastane Machov stožec. Pri tem zaradi prekrivanja zvočnih valov nastane stožčasto območje z veliko zvočno jakostjo; zaznamo jo kot močan pok (nadzvočna hitrost). Slabljenje zvočnih valov pri prehodu skozi snov izraža absorpcijski koeficient snovi. Zvok npr. dobro prenašajo elastične kovine, voda, gosti plini, dobro pa ga dušijo porozni neelastični materiali (npr. stiropor).
Kratek pregled: zvok Človek in številna druga živa bitja so sposobna oddajati in zaznavati hitra nihanja tlaka v zraku; imenujemo jih zvočno valovanje. Ta fizikalni pojav (poleg sporazumevanja z govorom) je tudi temelj glasbe in številnih tehničnih aplikacij. Ker je zvok po eni strani fizikalni pojav z lastnostmi valovanja, po drugi pa v čutilih za sluh izzove zaznave s povsem svojimi zakonitosti, ga opisujemo na dva načina. Fizikalni opis vključuje hitrost zvoka, valovno dolžino, spektralno porazdelitev, jakost, tlak idr., fiziološki pa subjektivne občutke, kot so glasnost, višina in barva zvoka. Povezava med obema opisoma je le približna: natančna fizikalna merila se ne morejo popolnoma ujemati s čutnimi dojemanji posameznika. Glasnost in zvočna jakost sta povezani z logaritemsko funkcijo, ki se bolj približa zakonitostim povprečnega ušesa in njegove zaznave: dvakrat večjo glasnost slišimo dvakrat »močneje«, da bi jo dosegli, pa potrebujemo desetkrat večjo zvočno jakost. Zvok zaznamo, če ima pravšnjo jakost in če je v pravem frekvenčnem območju. Najmanjša jakost, ki jo še slišimo, je pribl. 10–12 W/m2 za zvok s frekvenco 4000 Hz. Za višje in nižje frekvence je uho precej manj občutljivo: pri 50 Hz zaznamo šele milijonkrat močnejši zvok. Jakosti ok. 1 W/m2 povzročajo bolečine v ušesih, večje pa tako močno tresejo slušne organe, da jih lahko trajno poškodujejo. Mladi slišijo zvok s frekvenco od 16 Hz do 20.000 Hz, s starostjo pa se zgornja meja zelo zniža. Osnovne frekvence pri govoru in glasbi, ki prenašajo glavnino zvočnega sporočila, se raztezajo do pribl. 5000 Hz, višje frekvence pa dajo glasu ali zvočilu barvo. Razporeditev in jakost posameznih višjih registrov v zvoku sta različni od človeka do človeka, zato je posamezen glas mogoče ločiti in ga prepoznati med drugimi. Če višje frekvence v govoru odstranimo (npr. s filtri), si postajajo glasovi vse bolj podobni. Govor ostaja razumljiv, dokler ne odstranimo frekvenc pod 2000 Hz. V novejšem času je v tehniki vse bolj v rabi zvok s frekvencami nad območjem slišnosti; imenujemo ga ultrazvok. V frekvenčnem pasu približno od 30 kHz do 60 kHz je mogoče pridobivati zvok z zelo visoko jakostjo; uporabljamo ga za čiščenje, preiskave materialov, v pomorskem prometu kot sonar in v medicini. Glasnost je subjektivno merilo za slišno dojemanje zvoka; povečuje se logaritemsko z zvočno jakostjo. Ker je razmerje med največjo in najmanjšo zvočno jakostjo, ki jo sliši uho, zelo veliko (več kot 1012), je namesto linearne skale veliko bolj primerna logaritemska. Ta je bolj pregledna in lažja za računanje. Glasnost izrazimo kot desetiški logaritem razmerja med merjeno zvočno jakostjo in referenčno zvočno jakostjo I0, ki jo ima na meji slišnosti čisti sinusni ton s frekvenco 1000 Hz: glasnost = 10 · log I/I0. Če v enačbi upoštevamo, da je I0 odvisna tudi od frekvence zvoka, to nakažemo z enoto fon, sicer uporabimo decibel. Ker je glasnost subjektiven, tj. od posameznika odvisen občutek zvoka, je odvisna še od frekvenčne sestave oz. barve zvoka. Zvok z glasnostjo nad pribl. 140 fonov povzroča bolečine in trajne okvare slušnega sistema. Do 190 fonov povzroči v bližnji okolici raketa pri vzletu, reakcijski lovec med vzletom pa 110–140 fonov. Glasnost grmenja doseže 90–110 fonov, drveč vlak pa 65–90 fonov. Glasen pogovor ima 50–65 fonov, tiho govorjenje pa 20–50 fonov. Slaboten zvok, denimo šumečega listja, ima glasnost do 10 fonov. Hrup je huda psihična obremenitev, posebno za letališko osebje; pred njim se zavaruje z zaščitnimi glušniki. V večji oddaljenosti od vira hrup ni več neposredno nevaren, pri dolgotrajnejšem izpostavljanju pa lahko povzroči psihične poškodbe. V bližini letališč doseže hrup pribl. 90 fonov, to pa je dovolj, da zaduši vsak pogovor. Na širšem območju letališča se glasnost zniža na 80 fonov; toliko znaša npr. tudi ob zelo prometni cesti, po kateri vozijo tovornjaki. Zvok letala pri pristajanju je bolj neprijeten kot pri vzletu. Letalo, ki pristaja, dlje leti na majhni višini, kot pri vzletu, saj letalo pridobiva višino. Hrup sodobnih reakcijskih letal (razen nadzvočnih) obremenjuje le še desetino površin, ki so jih obremenjevala stara letala. Frekvenčno slišno območje se pri živih bitjih zelo razlikuje. Ptiči in človek zaznavajo približno enako širok frekvenčni pas, čeprav so tudi med posameznimi ljudmi precejšnje razlike (s starostjo se še povečajo). Za človekov slišni pas navadno določimo frekvenčno območje mladega ušesa; sega od 16 Hz do največ 20 kHz. Netopirji oddajajo ultrazvočne valove, nato pa jih po odboju sprejemajo. Zaradi te sposobnosti – podobno deluje sonar – se lažje znajdejo v prostoru in med lovom. Še višji zvok (več kot 200 kHz) zaznavajo delfini; z zvoki takšne frekvence se sporazumevajo. Vešče se z ultrazvokom lahko izognejo svojim sovražnikom. Komarji slišijo le v območju ozkega frekvenčnega pasu; ta pas se približno ujema s frekvenco njihovega brenčanja. Frekvenčni pas, v katerem slišijo kače in ribe, je precej ožji. Čeprav je človekovo slišno območje razmeroma ozko, je sluh nadvse pomemben za prenos informacij. Zahteve za kakovosten prenos (npr. telefon, radio, televizijski programi, filmske predstave) so se v zadnjem času zelo povečale. Pri graditvi novih koncertnih dvoran posvečajo veliko pozornost akustični obliki prostora. Pri opremljanju izbirajo visoko kakovostne pretvornike in akustično opremo. Snovi, ki prekrivajo stene, imajo natančno določeno vpojnost zvoka, pogosto pa upoštevajo tudi vpliv poslušalcev v dvorani. Čeprav akustiki dvorane vedno namenjajo posebno skrb, je bilo treba temeljito obnoviti že več koncertnih dvoran, seveda pa je bilo to zelo drago. V radijskih, televizijskih ali snemalnih studiih skušajo z ustreznimi ukrepi čim bolj zadušiti odmeve in tako zmanjšati akustiko prostora. Studijski prostor mora na zvočne signale čim manj vplivati, saj bi bilo njegovo akustiko čutiti kot moteč odmev. Tako meja slišnosti kakor tudi meja bolečine sta zelo odvisni od frekvence zvočnega valovanja. Pri 2000 Hz zaznamo približno desetmilijonkrat šibkejši zvok kakor pri 20 Hz. Avtor Richard Knerr
Dostopnost