Barva zvuku

Zvuk je podélné mechanické vlnění, které je člověk schopen vnímat v rozmezí 16 Hz–20 kHz. Spolu s výškou (danou hlavně frekvencí $f$) a intenzitou (danou čtvercem amplitudy $A$) rozeznáváme také barvu zvuku. Zvuky se sinusovitým průběhem se nazývají jednoduché tóny. Tón je oproti šumu charakterizován jednou výraznou frekvencí, několik tónů s různými výškami tvoří akord. Šum má zpravidla celou oblast frekvencí spojitě rozprostřených (bílý šum rovnoměrně, růžový šum s převahou nižších frekvencí).

Složené tóny o stejné výšce $f$(základní frekvence) se od sebe liší barvou, která je dána hlavně přítomností tzv. vyšších harmonických, tj. tónů s frekvencí o celočíselném násobku ($2f$, $3f$, $4f$atd.); na barvu má vliv i časový průběh obálky tónu. Tón dvojnásobné frekvence nazýváme druhou harmonickou (trojnásobné třetí atd.). Složený tón o frekvencí $f$můžeme vyjádřit jako součet sinusovitých vln: $\sum _{k}A_{k}\sin(2\pi kf+\alpha _{k})$s amplitudou $A_{k}$a s fázovým posunem $\alpha _{k}$ Tento rozklad složeného tónu provede Fourierova analýza. Odlišnosti v poměru vyšších harmonických vytvářejí různé barvy tónu; fázové posuny však lidské ucho nerozlišuje. Liché harmonické zvuk zostřují a oproti tomu sudé zvuk zjemňují.

Fourierovu analýzu můžeme provést pro libovolný zvuk, i pro šum; frekvence pak mohou být libovolné, nejen násobky nějaké frekvence základní.

Barva zvuku je klíčová ve schopnosti rozeznávat hlasy lidí a tóny vzniklé hrou na různé typy hudebních nástrojů. Doposud nebylo objasněno, jakým způsobem je rozklad zvuku u člověka realizován. Rozdílná barva zvuku je dána odlišnými vlastnostmi zdroje zvuku (tvar, velikost, materiál, …).

 Podrobnější informace naleznete na stránce Barva tónu.

Odkazy

Související články

• Akustika
• Vlastnosti zvuku
• Šíření akustického vlnění
• Hlasitost
• Výška tónu
• Biofyzika sluchu

Zdroje

• UNKNOWN,. Quido Magazín [online]. [cit. 2013-11-28]. <http://www.quido.cz/fyzika/118fyzika.htm>.

• UNKNOWN,. Wikipedia [online]. [cit. 2013-11-28]. <https://cs.wikipedia.org/wiki/Barva_zvuku>.

• REICHL, J.. Threshold of Hearing [online]. [cit. 2013-11-28]. <http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/195-barva-tonu>.

Použitá literatura

• NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA, et al. Medicínská biofyzika. 1 (dotisk 2013) vydání. Praha : Grada Publishing, 2005. 524 s. ISBN 978-80-247-1152-2.