Vie, prečo v zámkoch straší

Doc. Monike Rychtárikovej učarovala akustika až do takej miery, že v rámci jej výskumu patrí medzi európsku špičku. A práve za svoj výskum získala ocenenie Vedkyňa roka 2015.

Čím vám učaroval zvuk a jeho skúmanie?

Zvuk je prvý zo zmyslov, ktorý sa u človeka vyvíja. Hovorí sa však o tom málo, pretože spoločnosť pri komunikácii využíva čoraz viac práve vizuálne vnemy. Zoberme si napríklad telefón. Kedysi sa dali čísla vykrútiť aj hmatom, teraz sa musíte pozerať na displej dotykového telefónu. Povedala by som, že všetko sa vizualizuje. No pritom človek dokáže rozpoznať asi 1 500 rôznych tónov, no len asi 150 farieb, dokáže počuť zdvojenie frekvencie – oktávu, rozpozná interval – poltón či celý tón, dokáže počuť viacej zvukov naraz, ale so svetlom to nedokáže.

Venujete sa stavebnej a priestorovej akustike. Aký je rozdiel medzi týmito odvetviami?

Obe súvisia so stavebníctvom a architektúrou. Pri stavebnej akustike sa usilujete ochrániť vnútorný priestor pred hlukom zvonku či ochrániť priestor kancelárií od hluku výrobných hál. Odbornejšie by sme mohli povedať, že stavebná akustika sa zameriava na to, ako sa zvuková vlna šíri v materiáli, ako ním prechádza.

Meranie hluku a vibrácií priamo na tvári miesta.
Meranie hluku a vibrácií priamo na tvári miesta.

Priestorová akustika sa zaoberá tým, čo sa deje vnútri miestností. Skúma odrážanie, pohlcovanie, rozptyľovanie či ohýbanie zvuku. Tiež sleduje, ako človek v rámci priestoru vníma zvuk. Ide o kvalitu zvuku či zrozumiteľnosť reči alebo hudby v danej miestnosti.

To je také učebnicové vysvetlenie…

Rozdiel medzi stavebnou a priestorovou akustikou sa dá vysvetliť na vcelku vtipnom experimente. Naozaj neviem, či je to legenda alebo skutočnosť, ale údajne sa robil výskum, prečo v starých zámkoch a hradoch akože straší. Problém je, že ich steny sú veľmi hrubé a okienka malé, preto je zvuková izolácia obvodových stien je relatívne dobrá – to je tá stavebná akustika. Zámky sú tiež obyčajne umiestnené v tichom prostredí, čiže to málo zvuku z exteriéru už vnútri nebude vôbec počuť, a tak je tam teda veľmi nízke pozadie hluku, na ktoré nie je človek už zvyknutý. Človek zrazu počuje zvuky, ktoré doteraz nikdy nepočul, napríklad tlkot vlastného srdca. Navyše, značná hrúbka steny spôsobuje zvýšenú tepelnú zotrvačnosť, takže vnútri je teplota steny iná než teplota vzduchu, a tak vzniká na chodbách napríklad prúdenie vzduchu – prievan. Nízke pozadie zvuku vnútri zámku spôsobí, že človek doslova počuje, ako sa prievan trie o steny, čo vyvoláva predstavu pôsobenia duchov. A to je práve problém priestorovej akustiky.

Od čoho závisí kvalita zvuku v miestnosti?

Tých faktorov je niekoľko. Nielenže je v miestnosti na rozdiel od exteriéru zvuk odizolovaný, ale tu sa zvuk odráža od stien a je silnejší ako v rovnakej vzdialenosti od zdroja vonku. Je to preto, lebo vonku nie je toľko prekážok, od ktorých by sa zvuk odrážal a jeho intenzita klesá s druhou mocninou vzdialenosti. Preto napríklad pri prehliadke mesta najslabšie počujú tí, ktorí sú najďalej od sprievodcu. V miestnosti sa však zvuk má od čoho odrážať, takže v rovnakej vzdialenosti od rečníka počujete lepšie.

Takže v miestnosti s nábytkom je lepšia kvalita zvuku ako v prázdnej, kde dokonca vzniká ozvena.

Vo všeobecnosti áno. Pretože zvuk v miestnosti sa odráža od všetkých prekážok, nielen od stien. Chcem však upozorniť na jednu vec – v prípade vplyvu nábytku by som nehovorila o ozvene, ale o dozvuku, ktorému napríklad nábytok pomáha tým, že zvuk rozptyľuje a zvyšuje tým tzv. difúznosť priestoru. Súvisí to s vlnovou dĺžkou zvuku.

Aký je rozdiel medzi ozvenou a dozvukom?

Odrazy zvuku v miestnosti prichádzajú k poslucháčovi postupne. Najskôr k nemu príde priamy zvuk od zdroja, potom najčastejšie odraz od podlahy, za ním od nábytku, steny, od stropu… Zvuk sa v priestore od prekážok odráža, až kým sa vplyvom prekonanej trajektórie a vplyvom materiálov úplne nepohltí. Tomu sa hovorí dozvuk. Najlepšie sa dá vysvetliť na priestore kostola. V ňom nezvyknú byť veľmi pohlcujúce materiály a keďže je to veľký a najmä členitý priestor, odrazy zvuku prichádzajú postupne za sebou a vytvárajú tak počuteľný dozvuk. Dno slimáka v uchu tvorí bazilárna membrána a tá je taká pomalá, že keď dva individuálne odrazy zvuk prichádzajú skôr ako 50 milisekúnd po sebe, človek to nevie rozlíšiť. Ľudské ucho nedokáže tieto odrazy vnímať samostatne, ale keď idú dostatočne rýchlo za sebou, vníma ich napríklad prostredníctvom zmeny farby zvuku a ak je ich viac, tak ako dozvuk.

Čo sa týka ozveny – tá vzniká vtedy, keď zvuk prekoná dráhu väčšiu než približne 17 metrov, čo predstavuje spomínaných 50 milisekúnd pri predpokladanej rýchlosti zvuku 340 m/s.

Takže priestorová akustika rieši optimalizáciu akustiky v miestnosti?

Presne tak. Ide o to, aby v miestnosti bola dobrá zrozumiteľnosť, aby hovorené slovo či hudba zneli jasne. Pritom sa odrazy zvuku od stien alebo predmetov musia nadimenzovať tak, aby dozvuk nebol príliš dlhý alebo aby nevznikali nejaké akustické javy ako napríklad trepotavá ozvena alebo rôzne tzv. fokusy zvuku. Ak je totiž dozvuk pridlhý, opäť je zle rozumieť. To je problém staničných hál alebo veľkých obchodných centier, v ktorých chýba zvuková pohltivosť.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v júnovom vydaní časopisu Quark.

Quark si môžete aj objednať tu alebo na adrese: predplatne@quark.sk

Zhováral sa Pavol Prikryl

Foto archív M. R.,

Komentáre