Fale dźwiękowe

Fale dźwiękowe są podłużnymi falami mechanicznymi.
Mogą one rozchodzić się w ciałach stałych, cieczach i gazach.Zakres częstotliwości jakie mogą mieć podłużne fale mechaniczne,jest bardzo szeroki, przy czym falami dźwiękowymi nazywamy te fale o takich częstotliwościach, które w działaniu na ludzkie ucho
i mózg wywołują wrażenie słyszenia. Zakres tych częstotliwości rozciągający się od około 20Hz do około 20 000Hz, jest nazywany zakresem słyszalnym. Podłużne fale mechaniczne o częstotliwościach mniejszych od częstotliwości słyszalnych są nazywane infradźwiękami,
a fale o częstotliwościach większych niż słyszalne - falami ultradźwiękowymi.
W powietrzu atmosferycznym fale dźwiękowe rozchodzą
się z prędkością około 330 m/s. Ucho ludzkie rejestruje więc fale o długości od około 1,65 cm aż do 16,5 m.
Na podstawie subiektywnych wrażeń słuchowych
przypisujemy dźwiękom trzy cechy: głośność, wysokość,
barwę. Każde z tych pojęć wiąże się z określoną cechą
fizyczną fali dźwiękowej.
Głośność dźwięku jest związana z natężeniem fali dźwiękowej. Wysokość dźwięku jest związana z częstotliwością fali. Im większa jest częstotliwość fali, tym wyższy jest dźwięk. Barwa dźwięku zależy natomiast od widma fali. Dźwięki wysyłane np. przez strunę instrumentu muzycznego są wynikiem nałożenia się fal o pewnej najniższej częstotliwości i o częstotliwościach, które są jej wielokrotnościami, zwanymi harmonicznymi. One decydują o barwie. Bardzo niewiele dźwięków jest prostymi falami harmonicznymi. Dźwięki tego rodzaju nazywamy tonami. Tonem jest np. dźwięk wydawany przez kamerton.
Zaburzenie dźwiękowe rozchodzi się w powietrzu z określoną, stałą prędkością. Najłatwiej zaobserwować to dla impulsów falowych. Bezpośrednie wyznaczenie prędkości dźwięku polega na przykład na porównaniu czasu t, w którym do obserwatora dotarł błysk i huk wystrzału oddalonego obiektu o l. Prędkość dźwięku
można obliczyć ze wzoru :
v = l : t