Звук

Звук, в широком смысле — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твердых средах— то же, что упругие волны; в узком смысле — явление, субъективно воспринимаемое органом слуха человека и животных. Человек слышит звук в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Неслышимый звук с частотой ниже 16 Гц называется инфразвуком, выше 20 кГц — ультразвуком, а самые ВЧ упругие волны в диапазоне от 109 до 1012—1013 Гц — гиперзвуком.

Важной характеристикой звука является его спектр, получаемый в результате разложения звука на простые гармонические колебания (т. н. частотный звука анализ). Основная частота определяет при этом воспринимаемую на слух высоту звука, а набор гармонических составляющих — тембр звука. В спектре звука речи имеются форманты — устойчивые группы частотных составляющих, соответствующие определенным фонетическим элементам. Энергетической характеристикой звуковых колебаний является интенсивность звука, которая зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств самой среды и от формы волны. Субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот 1—5 кГц.

Источником звука могут быть любые явления, вызывающие местное изменение давления или механические напряжения. Широко распространены источники звука в виде колеблющихся твердых тел (например, диффузоры громкоговорителей и мембраны телефонов, струны и деки музыкальных инструментов); в УЗ диапазоне частот это пластинки и стержни из пьезоэлектрических материалов или магнитострикционных материалов. Обширный класс источников звука— электроакустические преобразователи.

К приёмникам звука относится, в частности, слуховой аппарат человека и животных. В технике для приёма звука применяются главным образом электроакустические преобразователи: в воздухе — микрофоны, в воде — гидрофоны, в земной коре — геофоны.

Распространение звуковых волн характеризуется в первую очередь скоростью звука. В ряде случаев наблюдается дисперсия скорости звука, т. е. зависимость скорости его распространения от частоты. При распространении звуковой волны происходит постепенное затухание звука, т. е. уменьшение его интенсивности и амплитуды, которое обусловливается в значительной степени поглощением звука, связанным с необратимым переходом звуковой энергии в другие формы (главным образом в теплоту). При распространении волн большой амплитуды (см. Нелинейная акустика) происходит постепенное искажение синусоидальной формы волны и приближение её к форме ударной волны.