Zvuk je všude kolem nás, přesto ho nevidíme. Umí se odrážet, ohýbat, zrychlovat i zpomalovat, a zatímco vzduchem se žene rychlostí asi 343 metrů za sekundu, ve vodě je z něj hotový sprinter. Pojďme se podívat, co všechno tenhle neviditelný posel dokáže.

Ve vodě má zvuk pořádný náskok. Zatímco vzduchem při pokojové teplotě putuje přibližně 343 m/s, ve vodě se pohybuje rychlostí kolem 1500 m/s. Důvod je jednoduchý:

zvuk potřebuje prostředí, jehož částice si mohou předávat kmitání, a ve vodě jsou částice mnohem blíž u sebe než v plynu. Ještě rychlejší je zvuk v pevných látkách, například v oceli může dosahovat několika tisíc metrů za sekundu.

Rychlost zvuku tedy nezávisí na tom, jestli zpíváte operu nebo křičíte „Pozor!“, ale hlavně na vlastnostech prostředí, kterým se vlna šíří. A mimochodem: ve vakuu je úplné ticho. Není tam totiž nic, co by zvuk přenášelo.

Infrazvuk a ultrazvuk

Výška tónu a jeho hlasitost jsou dvě různé věci. Výšku určuje především frekvence, tedy kolikrát za sekundu částice prostředí kmitnou. Čím vyšší frekvence, tím vyšší tón, proto píšťalka píská a kontrabas bručí.

Člověk obvykle slyší přibližně od 20 Hz do 20 000 Hz, přičemž s věkem horní hranice často klesá. Zvuky pod 20 Hz označujeme jako infrazvuk, nad 20 000 Hz jako ultrazvuk.

Psi například slyší vyšší frekvence než lidé, a tak pro ně některé zvuky existují, zatímco člověk o nich nemá ani tušení. Hlasitost zase souvisí s amplitudou kmitání. Když na někoho zašeptáte, nevytváříte pomalejší zvuk, jen méně rozkmitáte okolní vzduch.

Různá zvuková kouzla

Potom jsou tu ozvěny, Dopplerův efekt a další zvuková kouzla. Když zvuk narazí na tvrdou překážku, může se odrazit a vrátit jako ozvěna. Právě díky odrazům zvuku dokážeme například pomocí sonaru hledat objekty pod hladinou.

Zvuk se také může lámat, tedy měnit směr při průchodu prostředím s jinou teplotou nebo vlastnostmi. A určitě znáte Dopplerův efekt: siréna sanitky zní při přibližování vyšším tónem a po projetí kolem nás tón náhle klesne.

Sanitka přitom nezměnila svůj zvuk, mění se frekvence, kterou k nám její pohyb „doručí“. Zajímavé je také to, že zvuková vlna může mít různou vlnovou délku: při stejné rychlosti platí, že čím vyšší je frekvence, tím kratší je vlnová délka.

Zvuk je zkrátka takový neviditelný cestovatel, který se nikdy nezastaví jen proto, že ho zrovna nevidíme.