Въведение, Природата на звука
Акустиката е област на физиката, която изучава еластични вибрации и вълни от най-ниските честоти до най-високите. Съвременната акустика обхваща широк кръг въпроси; в нея се разграничават редица раздели: физическа акустика, която изучава особеностите на разпространението на еластични вълни в различни среди, физиологична акустика, която изучава структурата и действието на звукоприемащия и звуковия -генериращи органи при хора и животни и др. В тесния смисъл на думата под акустика се разбира доктрината за звука, т.е. за еластичните вибрации и вълни в газове, течности и твърди вещества, възприемани от човешкото ухо (честоти от 16 до 20 000 Hz).
Звуковите вибрации и вълни са специален случай на механични вибрации и вълни. Поради важността на акустичните концепции за оценка на слуховите усещания, както и във връзка с медицински приложения, препоръчително е да се анализират някои въпроси нарочно. Прието е да се прави разлика между следните звуци:
1) тонове или музикални звуци;
3) звукови бумове.
Тонът е звук, който е периодичен процес. Ако този процес е хармоничен, то тонът се нарича прост или чист и съответната равнинна звукова вълна се описва от уравнението. Основната физическа характеристика на чистия тон е честотата. Комплексният тон съответства на анхармоничното трептене. Прост тон се получава например от камертон, сложен тон се създава от музикални инструменти, речев апарат и др. Шумът е звук, който се отличава със сложна неповтаряща се зависимост от времето. Шумът включва вибрации на машината, аплодисменти, шум от пламъка на горелката, шумолене, скърцане, съгласни речи и др. Шумът може да се разглежда като комбинация от произволно променящи се сложни тонове. Ако се опитаме да разложим шума в спектър с известна степен на условност, се оказва, че този спектър ще бъде непрекъснат, например спектърът, получен от шума от изгарянето на газова горелка на Бунзен. Звуковият бум е краткосрочно звуково въздействие: поп, експлозия и др. Звуковият бум не трябва да се бърка с ударна вълна. Енергийната характеристика на звука като механична вълна е неговата интензивност, която може да бъде изразена и под формата на вектора на Umov. На практика за оценка на звука е по-удобно да се използва не интензивността, а звуковото налягане, което допълнително възниква, когато звуковите вълни преминават през течна или газообразна среда. За равнинна вълна интензивността е свързана със звуковото налягане. Измерването на звуковото налягане в газовете се извършва от измервателен микрофон, който се състои от сензор, който преобразува акустичното количество в електрически сигнал, електронен усилвател и електрическо измервателно устройство.