Čo viete a neviete o akustike?

1. Aký rozdiel je medzi kmitaním a vlnením?

a) z fyzikálneho hľadiska to je  to isté

b) kmitanie sa týka iba mechanických sústav, vlnenie zasa výlučne elektromagnetických javov

c) mechanické vlnenie je kmitanie spontánne sa šíriace sa v prostredí, existujú však aj iné typy vlnení

d) kmitanie je periodická zmena polohy hmotného bodu okolo jeho rovnovážnej polohy, zatiaľ čo Vlnenie je súčasné kmitanie sústavy hmotných bodov

2. Aké sú vzťahy medzi zvukom, hyperzvukom, ultrazvukom a infrazvukom?

a) zvuk počujeme, infrazvuk sa používa na tomografiu, ultrazvuk sa používa na čistenie a hyperzvuk je ultrazvuk veľmi vysokej intenzity používaný napríklad v zbraniach, alebo rezacích zariadeniach

b) všetky ich dokážu vnímať zvery - od slona až po netopiera

c) sú rovnakej podstaty - všetky sú to priečne mechanické vlnenia pružného prostredia

d) zvuk  počujeme, ultrazvuk a hyperzvuk sú príliš vysoké, aby sme ich počuli, infrazvuk je príliš nízky

3. reproduktor budíme zo zosilňovača výkonom 100W a produkuje akustický tlak 96 dB. keď výkon zvýšime na 200W, akustický tlak bude približne:

a) 99 dB

b) 119 dB

c) 102 dB

d) 192dB

4. Zvuk sa z bodu A do bodu B šíri

a) priamočiaro, až pokým nenarazí na pevnú prekážku, alebo pokým sa úplne neutlmí

b)náhodne.  Pružné prostredie sa v dôsledku tepelného pohybu molekúl neustále vlní, šírenie má preto štatistický charakter, preto je smer ťažké definovať

c) tak aby mu to trvalo najkratší čas. Ak mu v ceste vadí prekážka, niektoré hoc aj obíde

d) najkratšou vzdialenosťou, pokiaľ mu v ceste neprekáža pevná prekážka

5. Veličiny opisujúce "hlasitosť" zvuku sa opisujú v decibeloch. Jedna z nich je akustický výkon. Pre akustický výkon 10-12 W sa určila hodnota 0dB.  Aký výkon produkuje veľryba, ktorá robí rámus 160 dB?

a) 16 mW

b) 16 W

c) 1000 W

d) 10 kW

6. Citlivosť reproduktora sa udáva v dB/W pri vzdialenosti 1m. toto číslo znamená, aký akustický tlak reproduktor vyvinie vo vzdialenosti 1 meter pri vybudení 1W elektrického príkonu. Aký akustický tlak vyrobí amplión obecného rozhlasu s citlivosťou 107dB/W vo vzdialenosti 100m, ak ho budíme výkonom 10W?

a) cca 67 db

b) cca 77 db

c) cca 97 db

d) nemá zmysel počítať, uvedené údaje nie sú reálne

7. Dopplerov jav opisuje ako sa mení zvuk pohybujúceho sa zdroja, resp. ako ho vníma pohybujúci sa poslucháč. Platí nasledovné:

a) keď sa zdroj a poslucháč približujú sebe, poslucháč počuje vyšší zvuk, ako keby obaja stáli. Keď sa vzďaľujú, poslucháč počuje nižší zvuk. Platí to práve vtedy, keď je ich vzájomná rýchlosť menšia ako rýchlosť zvuku a medzi nimi nie je prekážka.

b) keď sa zdroj a poslucháč približujú sebe, poslucháč počuje vyšší zvuk, ako keby obaja stáli. Keď sa vzďaľujú, poslucháč počuje nižší zvuk. Platí to len za istých podmienok.

c) keď sa zdroj a poslucháč približujú sebe, poslucháč počuje nižší zvuk, ako keby obaja stáli. Keď sa vzďaľujú, poslucháč počuje vyšší zvuk.

d) keď v Dopleri začne párty, treba sa od zdrojov zvuku vzdialiť.

8. Ako to je, ak sa zdroj zvuku a poslucháč vzhľadom na vzduch pohybujú rovnomerne priamočiaro rýchlosťou 50 km/h, ale navzájom sú v pokoji?

a) výška tónu sa nemení. Mení sa iba oneskorenie, s akým poslucháč počuje zvuk, prípadne farba zvuku. platí to iba ak je pohyb rovnomerný priamočiary vzhľadom na vzduch.

b) ak sa pohybujú v smere zdroja, poslucháč počuje vyšší tón, ak v smere poslucháča, počuje nižší tón, ak kolmo na ich os, výška sa nemení.

c) ak sa pohybujú v smere zdroja, poslucháč počuje nižší tón, ak v smere poslucháča, počuje vyšší tón, ak kolmo na ich os, výška sa nemení.

d) ak sa spolu s nimi pohybuje aj vzduch, nič sa nemení. Ak je vzduch vzhľadom na zem v pokoji, výška tónu sa mení a závisí od smeru pohybu.

9. Čo je to rázová vlna?

a) je to typický jav sprevádzajúci niektoré výbuchy. Pri výbuchu sa prudko spotrebuje obrovské množstvo kyslíka, takže vznikne lokálne vákuum, ktoré sa ďalej šíri v podobe rázovej vlny. (tzv. vákuová bomba)

b) ak zapneme zdroj zvuku v tichom prostredí, začne sa prostredím šíriť rozruch vo forme vlny. Rázová vlna sa nazýva čelo tejto vlny - teda rozhranie "ticha" a "hluku".

c) vzniká, ak sa objekt pohybuje vzhľadom na prostredie rýchlejšie ako rýchlosť šírenia zvuku v tomto prostredí. Má podobný tvar ako trojuholníková vlna za motorovým člnom.

d) spôsobuje ju lokálne nahromadenie akustickej energie vysokej intenzity od prúdových motorov. Je to  typický jav pre lietadlá a rakety.

10. Na čo je dobrý Huygensov princíp?

a) princíp opisuje lom vlnenia a šírenie vlnenia v tuhých telesách. Má veľký význam pre ultrazvukovú tomografiu v medicíne. Inak jeho dôsledky V bežnom živote príliš nepociťujeme.

b) je to elementárna poučka na vyšetrovanie vlnenia pri kontakte s inými objektami. Pomocou tohto princípu dokážeme vysvetliť ohyb vlnenia ako aj to, prečo zvuk "obchádza" prekážky.

c) Huygens bol astronóm, čo objavil prstence Saturna.

d) Huygens vo svojom princípe matematicky sformuloval, že prostredie nie je spojité a za šírenie vlny sú zodpovedné atómy. Neskôr Fresnel doplnil teóriu pre elektricky nabité častice, čím položil základ pre vlnovú optiku.

11. Ktoré vlastnosti musí spĺňať prostredie, aby umožňovalo šírenie akustickej vlny?

a) musí vykazovať elasticitu (stlačiteľnosť) a zotrvačnosť (musí byť hmotné). Tieto vlastnosti musí vykazovať v oblasti rádovo menšej ako je vlnová dĺžka šíriaceho sa vlnenia. Aby bolo možné vlnové javy pozorovať, rozmery prostredia by mali byť väčšie ako zlomok vlnovej dĺžky.

b) akov bode a, stlačiteľnosť však nie je podmienkou. Napríklad voda je nestlačiteľná a vlnenie šíri.

c) až zavedenie kvantovej mechaniky umožnilo uspokojivo vyriešiť problematiku akustického vlnenia. Matematická podobnosť Schroedingerovej a vlnovej rovnice v tom má zásadný význam. Teda: prostredie sa musí dať opísať Schroedingrovou rovnicou.

d) divná otázka. V skutočnosti každé reálne prostredie umožňuje šírenie akustickej vlny.

12. Rýchlosť šírenia zvuku v héliu je asi 2x vyššia ako vo vzduchu. Nadýchnem sa hélia a začnem hrať na trúbke. Čo sa stane?

a) trúbka nebude hrať. Hélium má zápornú viskozitu, čo spôsobí presne opaćný fázový posun kmitania pier, takže tón vôbec nevydá.

b) rýchlosť je dvojnasobná, teda za ten istý čas prejde zvuk dvakrát takú vzdialenosť => vlnová dĺžka je dvojnásobná, frekvencia polovičná a tón približne o oktávu nižší.

c) plechová rúra zosilňuje zvuk, ktorý vydávajú pery. Podstatná je preto iba rýchlosť kmitania pier a tá sa nezmení. Trubka môže hrať trochu tichšie.

d) po chvíli bude trúbka hrať zhruba o oktávu vyššie. Pokiaľ sa nezadusím. Nemusí to byť presne oktáva - závisí aj od toho, aká trúbka to bude.

13. Miestnosť je ozvučená jedným reproduktorom. Keď v nej na iné miesto postavíme rovnaký a budíme ho rovnakým signálom rovnakého výkonu:

a) nezmení sa nič. Elektrický výkon sa rovnomerne rozdelí medzi oba reproduktory,  takže sumárne bude výkon rovnaký ako pri jednom reproduktore. Zmenu si nevšimneme.

b) intenzita zvuku sa všade v miestnosti sa zvdojnásobí.

c) akustický tlak všade stúpne približne o 6dB

d) celkový akustický výkon v miestnosti sa zdvojnásobí. V niektorých miestach však môže dôjsť za istých okolností k zoslabeniu intenzity zvuku.

14. Na objektívne posúdenie "ozveny" v uzatvorenej miestnosti sa používa štatistický parameter doba dozvuku. Je to čas, za ktorý po vypnutí zdroja signálu klesne intenzita zvuku v miestnosti na 1/1 000 000 jeho pôvodnej hodnoty. Doba dozvuku závisí od rôznych parametrov nasledovne:

a) rastie s objemom miestnosti a vlhkosťou vzduchu, klesá s povrchom miestnosti a jeho členitosťou a tlmením.

b) klesá s objemom miestnosti, rastie s tvrdosťou materiálov a veľkosťou povrchu.

c) rastie s objemom miestnosti, klesá s povrchom a tlmením v miestnosti. Iné parametre ako teplota a vlhkosť na ňu tiež vplývajú, ale nevýrazne, ovplyvňujú skôr farbu dozvuku.

d) doba dozvuku závisí predovšetkým od hlasitosti zvuku - čím je signál hlasnejší, tým dlhšie sa ozýva.

15. Predstavte si zdroj zvuku vo vetre. Možno zvuk vetrom "odfúknuť"?

a) nie, nie je to možné. Šírenie zvukovej vlny opisuje vlnová rovnica, matematicky rovnaká ako tá, čo opisuje svetlo, preto sa aj zvuk šíro podľa rovnakých zákonov ako svetlo a tie takéto čosi vylučujú.

b) áno, je to možné. Vzhľadom na to, že vietor mení svoju rýchlosť a smer, spôsobí zakrivenie zvukových lúčov. Rýchlosť vetra však býva oveľa menšia ako rýchlosť zvuku, preto si tento jav všimneme zriedka, a to hlavne na dlhších vzdialenostiach.

c) proti vetru sa objektívne kričí ťažšie ako po vetre. Je to však dané turbulentným hlukom, ktorý vietor spôsobuje, na smer šírenia to vplyv nemá.

d) áno, možné to je, ale iba pri rýchlostiach blízkych rýchlosti zvuku

16. Prečo, keď si dáme k uchu morskú mušľu, počujeme šumenie?

a) ľudské telo je plné zvukov, ktoré si neuvedomujeme. Priložením mušle odtienime ucho od okolitého prostredia a dokážeme počuť svoj vlastný šum.

b) mušľa tvorí akustický rezonátor, ktorý niektoré frekvencie zvýrazní, iné potlačí. Bežne nás obklopuje hluk, na ktorý sa človek prispôsobí a nevníma ho. Mušľa ho však zvýrazní a zafarbí tak, že si ho všimneme.

c) tvar mušle je svojim spôsobom dokonalý, pretože obsahuje proporcie zlatého rezu. To spôsobuje energetickú bohatosť mušle a je zrejmé, že má rôzne zvláštne vlastnosti.

d) v mušli šumí more? Je to nezmysel, nefunguje to.

17. Ako je možné rozbiť pohár zvukom?

a) keď udriem na pohár, vydá určitý tón. Začnem generovať zvuk s frekvenciami blízkymi vlastnému tónu pohára. Ak mám k dispozícii dostatočne silný zdroj, podarí sa to. Čím dlhšie dokáže pohár zvoniť, tým je na rozbíjanie zvukom náchylnejší.

b) vezmem hudobný nástroj, alebo generátor signálu a nájdem najhlasnejší zvuk, ktorý zariadenie dokáže vydať. Čím viac decibelov, tým lepšie.

c) reálne to možné nie je. Efekt vhodný akurát pre grotesky ála Fantóci.

d) poviem partnerke alebo partnerovi tú správnu vetu. Roztĺkanie riadu príde aj samo....

18. Niektoré reproduktorové sústavy (rozumej „bedne") majú okrem reproduktorov aj rôzne tvarované otvory. Načo slúžia?

a) v niektorých reproduktoroch je elektronika, ktorá sa ohrieva. Týmto spôsobom sa využije kmitanie vzduchu na chladenie zabudovanej elektroniky.

b) v skutočnosti to nie je diera, ale kúsok trubky, ktorá je zapustená dnu do reproduktora. Vnútri tejto trubky vznikajú rezonancie podobne ako v normálnej trubke, čo pomáha účinnejšie vyžiariť zvuk.

c) nie je to také jednoduché, ako to na prvý pohľad vyzerá. Prakticky to zvyšuje schopnosť sústavy vyžiariť nízke frekvencie a rozšíriť rozsah nízkych kmitočtov. Niečo podobné ako diera na gitare alebo otvory v tvare f na sláčikových nástrojoch. Hrdlo otvoru spolu s vnútorným objemom bedne tvorí rezonátor naladený nižšie ako samotný reproduktor.

d) Otvor pomáha rovnomernejšie vyžiariť nízke frekvencie do priestoru. Napríklad aj preto stačí pre domáce kino iba 1 nízkotónový reproduktor (subwoofer) – musí však mať dieru.

19. Keď vymontujeme z reprobedne nízkotónový reproduktor a zapojíme ho, bude znieť  ako telefón -  nízke tóny bude hrať veľmi slabo. Prečo?

a) Ttáto vlastnosť je typická pre staré elektrónkové aparatúry a reproduktory, súviselo to s vysokou impedanciou systémov. Dnešné moderné systémy túto vlastnosť už nemajú.

b) na vyžiarenie nízkych kmitočtov je potrebná veľká hmota. V skutočnosti ich vyžaruje predovšetkým bedňa svojimi stenami. Keď reproduktor vyberieme, nemá  čo vyžiariť nízke kmitočty.

c) vzduch uzatvorený v bedni kladie odpor pohybu membrány, čím ho spomaľuje. Ak reproduktor vymontujeme, tento odpor sa stratí a membrána kmitá rýchlejšie - preto sú vysoké frekvencie oveľa výraznejšie.

d) reproduktor vyžaruje dopredu aj dozadu, ale dozadu má kmitanie opačnú polaritu ako dopredu. Bedňa v sebe pohltí zadný zvuk a počujeme iba predný. Mimo bedne sa tieto dve vlny rušia. Pre vysoké kmitočty je tento jav „vyrušenia“ menej výrazný, lebo sa vyžarujú viac smerovo a menej do strán,  zatiaľ čo nízke sa vyžarujú do všetkých smerov.

Správne odpovede:

1c, 2d, 3a, 4c, 5d, 6b, 7b, 8a, 9c, 10b, 11a, 12d, 13d, 14c, 15b, 16b, 17a, 18c, 19d.

Vyhodnotenie:

0 bodov

Pravdepodobnosť, že pri náhodnom vypĺňaní testu trafíte všetky odpovede zle, je 3/4 umocnené na 19, čo je menej ako pol percenta. Buď sa vám dostalo systematického, ale nesprávneho vzdelania (a či vari autorovi tohto testu?), alebo máte v živote proste smolu. Pre prvý prípad na základné oboznámenie sa s hudobnou akustikou, a pre druhý prípad na rozveselenie - tri štyri: Červený kacheľ, biela pec....

1 až 5 bodov

Ak by ste test vypĺňali bez toho, aby ste čítali otázky a odpovede, šanca, že získate aspoň 5 bodov, je viac ako 50 %. To znamená, že Váš výsledok bez problémov dosiahne polovica populácie tých ľudí, ktorí dokážu urobiť perom krúžok. Odhadujem to cca na 3 miliardy ľudí.

6 až 9 bodov

Časť otázok ste vedeli a časť uhádli. Myslím, že aspoň 2-3 z tých správnych ste tipovali. Ale bol to dosť ťažký test, spravený tak, aby sa odpovede nedali hľadať na internete. Myslím, že za tento výsledok sa nemusíte hanbiť. Ja zasa napríklad neviem, v ktorom roku dobyli Bastilu alebo čo sa stalo v roku 1789.

10 - 15 bodov

Toto nebol štandardný kvíz založený na encyklopedických vedomostiach. Na úspešné zvládnutie nestačili poučky a definície, ale bolo im treba aj rozumieť a vedieť ich aplikovať. Dosť vecí bolo technického rázu, podstata niektorých otázok bola skrytá v hlbšej logike. Možno Vám pripadali niektoré odpovede rovnaké, ale uisťujem Vás, že neboli. Je to slušný výsledok, museli ste dosť rozmýšľať a počítať.

16 - 18 bodov

Myslím, že tomu rozumiete výborne. Je možné, že ste sa niekde pomýlili v počítaní alebo Vám ušla nejaká formulácia. Niektoré otázky boli o slovíčkach, možno sme nemysleli rovnakými slovami to isté. Ak by som Vám teraz niečo vyčítal, asi by som si pripadal ako policajt na testoch v autoškole, a to by som nerád....

19 bodov

Zdravím Vás, pán docent, ako sa Vám darí?