Звук може да означава и воден басейн, например залив или канал.

Звукът се причинява от звукови вълни. Той може да бъде чут, когато преминава през среда до ухото. Всички звуци се образуват от вибрации на молекули. Например, когато човек удари барабан или цимбал, предметът вибрира. Тези вибрации карат молекулите на въздуха да се движат. Звуковите вълни се отдалечават от мястото, откъдето са дошли. Когато вибриращите въздушни молекули достигнат до ушите ни, тъпанчето също вибрира. Костите на ухото вибрират по начина, по който е вибрирал обектът, който е предизвикал звуковата вълна.

Съществуват три различни медии. Това са твърди вещества, течности и газ. Звукът се разпространява най-бързо в твърдите тела, тъй като частиците в твърдото тяло са по-близо една до друга, отколкото в газа и течността.

Тези вибрации ви позволяват да чувате различни неща. Дори музиката е вибрация. Неправилните вибрации са шум. Хората могат да създават много сложни звуци. Ние ги използваме за реч.

Звуковите вълни са надлъжни вълни с две части: компресия и разреждане. Компресията е частта от звуковите вълни, при която молекулите на въздуха се притискат (компресират) една към друга. Редуването е частта от вълните, при която молекулите се отдалечават една от друга. Звуковите вълни са последователност от компресия и редуване.

Какво още е важно да се знае за звука

Звукът не може да се разпространява във вакуум — той изисква среда, в която частици да се предават помежду си. Скоростта на звука зависи от свойствата на средата: плътност, еластичност и температура. Приблизителни стойности са около 343 m/s в сух въздух при 20 °C, около 1480 m/s в морска вода и няколко хиляди метра в секунда в различни метали (например около 5960 m/s в стомана). Температурното изменение на въздуха пряко влияе на скоростта на звука — обикновено тя се увеличава с увеличение на температурата.

Основни характеристики на звука

  • Честота (Hz) — брой колебания в секунда; определя височината (питча). Човешкото ухо обикновено възприема от около 20 Hz до 20 000 Hz.
  • Дължина на вълната — разстоянието, което вълната изминава за един период; свързана е със скоростта и честотата (λ = v / f).
  • Амплитуда — максималното отклонение на вълната; определя как звученето е силно (субективно възприемане като сила на звука).
  • Интензитет и ниво на звука (dB) — енергията на звука, измервана в децибели; скалата е логаритмична. 0 dB приблизително съответства на границата на човешкото слышане, а над 120–130 dB звукът може да причинява болка и трайни увреждания.
  • Тембър — качеството на звука, което позволява да различим два тона с еднаква височина и сила; определя се от хармониците и формата на вълната.

Явления при разпространение на звука

Звукът може да се отразява (ехо), пречупва (към промяна на посоката при преминаване през различни среди), поглъща (звукоизолация, загуба на енергия), дифрактира (огъва се около препятствия) и интерферира (наслагване на вълни — конструктивна или деструктивна интерференция). Друг важен ефект е ефектът Доплер — промяна в честотата и височината на звука при относително движение на източника и наблюдателя.

Подводна акустика и „водни басейни“

Когато говорим за звук в контекста на водни басейни (в значението на „sound“ като залив или канал), подводният звук има свои особености: скоростта на звука в морската вода е значително по-голяма от тази в въздуха и зависи от температурата, солеността и налягането. Подводните звукови вълни се използват широко в сонарните системи за откриване, навигация и картографиране на морското дъно. Съществуват и специфични явления като SOFAR-канала — дълбок слой, в който звукът се предава на големи разстояния с малки загуби.

Морските бозайници (делфини, китове) използват звукови сигнали за комуникация и ехолокация; човешката дейност (корабен трафик, подводни взривове, сонар) може да има силно въздействие върху подводния акустичен пейзаж и върху животните.

Приложения и безопасност

Акустиката има приложения в много области: музика, телекомуникации, медицина (ултразвук), индустрия (контрол на качеството чрез акустични метода), строителство (звукоизолация) и военни технологии (сонар). Шумът и прекомерните нива на звук са сериозен здравен проблем — те могат да предизвикат временна или трайна загуба на слух, стрес и други здравни последици. За това се използват норми за безопасно излагане и средства за защита.

Кратко резюме: звукът е механично колебателно явление, което се предава чрез среда под формата на надлъжни вълни (компресии и разредения). Неговите свойства — честота, амплитуда, скорост и спектър — определят как го възприемаме и как се използва в практиката, включително и в подводни среди.