Источниками звука являются колеблющиеся тела.
Голосовые связки человека
Любой источник звука обязательно колеблется (чаще всего эти колебания незаметны для глаз). Например, звуки голосов людей и многих животных возникают в результате колебаний их голосовых связок.
Звучание духовых музыкальных инструментов, звук сирены, свист ветра, шелест листьев, раскаты грома — эти звуки обусловлены колебаниями масс воздуха.
Исследования показали, что человеческое ухо способно воспринимать как звук механические колебания с частотой в пределах от 16 до 20 000 Гц (пределы условны и зависят от индивидуальных особенностей человека), обычно передаваемые через воздух.
Поэтому колебания этого диапазона частот называют звуковыми.
Звук — это механическая волна частотой от 16 до 20000 Гц.
Ультразвук — акустические колебания, частота которых больше, чем высокочастотный предел слышимого звука (более 20 000 Гц).
А инфразвук имеет частоту ниже воспринимаемого человеческим ухом, то есть менее 16 Герц.
Громкость звука зависит от амплитуды колебаний источника звука, а высота звука — от частоты колебаний: чем больше частота источника звука, тем выше издаваемый им звук.
Чистым тоном называется звук источника, совершающего гармонические колебания одной частоты (например,звук камертона).
Звуки от других источников — различных музыкальных инструментов, голоса людей и пр. — представляют собой совокупность гармонических колебаний разных частот, то есть совокупность чистых тонов.
Самая низкая частота определяет основной тон, высота сложного звука определяется ею.
Все остальные тоны сложного звука называются обертонами, они определяют тембр звука.
Тембр звука — это такое качество, которое позволяет отличать звуки одних источников от звуков других.
Скорость звука зависит от многих параметров.
Измерения показывают, что скорость звука в воздухе при 0°С и нормальном атмосферном давлении равна 332 м/с.
Скорость звука в газах тем больше, чем выше их температура. Например, при 20 °С скорость звука в воздухе равна 343 м/с, при 60°С — 366 м/с, при 100°С — 387 м/с. Объясняется это тем, что с повышением температуры возрастает упругость газов, а чем больше упругие силы, возникающие в среде при её деформации, тем больше подвижность частиц и тем быстрее передаются колебания от одной точки к другой.
Скорость звука зависит также от свойств среды, в которой распространяется звук. Например, при 0°С скорость звука в водороде равна 1284 м/с, а в углекислом газе 259 м/с, так как молекулы водорода менее массивны и менее инертны.
В настоящее время скорость звука может быть измерена в любой среде. В таблице приведены скорости звука в некоторых средах.
Скорость звука в различных средах (t = 20 °С).