Vernier CZ - Vybavení pro výuku přírodovědných oborů

Studium stojatého zvukového vlnění (kmitny a uzly)

Pro tento experiment je vhodné najít místnost s tzv. špatnou akustikou, tedy takovou, ve které se zvuk dobře odráží od stěn (tj. ideálně pokud má místnost holé stěny a je v ní co nejméně nábytku, lidí, ...). Pustíte-li v takové místosti z reproduktoru tón (lze použít libovolný online generátor tónů), zvukové vlnění jdoucí z reproduktoru se bude skládat s vlněním odraženým. V některých místech se vytvoří kmitny a v některých uzly. Pokud takovou místnost nemáte k dispozici, je lepší použít ne jeden, ale dva stejné zdroje zvuku (tj. např. stereoreproduktory, jak je uvedeno v návodu níže).

Když pak budete místností pomalu procházet, můžete si všimnout, že na některých místech (poblíž kmiten) slyšíte zvuk hlasitěji, v jiných místech (poblíž uzlů) tišeji. Zajímavé je, že se zvuk může takto zeslabovat i tehdy, když se přibližujete k reproduktoru.

S pomocí hlukoměru lze tento jev vizualizovat podobně jako v našem starším videu (ve videu jsou použity starší, již nedodávané varianty hlukoměru i datalogeru).

Návod

zapněte LabQuest a pomocí ikonky "domeček" v levém horním rohu displeje se dostaňte do hlavního menu
zvolte aplikaci Audiogenerátor
v Audiogenerátoru nastavte na obou kanálech tón 500 Hz
připojte k LabQuestu externí stereo reproduktory (audio jack zdířka pro připojení reproduktorů je na horní straně LabQuestu)
reproduktory umístěte zhruba 50 cm od sebe
vlastním sluchem ověřte, že na různých místech místnosti slyšíte tón hlasitěji a jinde slaběji
zapněte senzor GDX-SND, připojte jej k počítači, tabletu či telefonu (detailněji popsaný návod) a vyberte přitom kanál "Hladina hlasotosti (váhová křivka A)
měřením ověřte, že v různých místech místnosti je intenzita zvuku skutečně různá

Můžete vyzkoušet, jak se změní vzdálenost jednotlivých kmiten či uzlů při změně frekvence tónu.

Vzhledem k mnohonásobným odrazům různými směry nejde samozřejmě nikdy v místnosti o ideální "učebnicové" stojaté vlnění. I tak je ale tento experiment velmi zajímavý, a to jak s hlukoměrem, tak i bez něho.

Poznámka: Tento jev je důvodem, proč je potřeba při měření závislosti hlasitosti na vzdálenosti od zdroje použít tzv. bílý šum, případně proč je lepší takové měření provádět v otevřeném prostranství, například na louce.