Lydtrykkbølger

Lydtrykkbølger er mekaniske trykkvariasjoner som sprer seg gjennom et medium, som luft, vann eller faste stoffer. De bærer energi i form av svingende trykk og tetthet, uten at selve materiellmassen nødvendigvis må følge bølgen. I væsker og gasser er bølgen vanligvis langsgående, der partiklene svinger parallelt med spredningsretningen. I faste stoffer kan bølgen inneholde både langsgående og tversgående komponenter.

Hastighet og mediumavhengighet. Lydens hastighet avhenger av mediumets elastiske egenskaper og tetthet. For et homogent medium er hastigheten v omtrent lik v = sqrt(K/ρ), der K er bulkmodulen og ρ er tettheten. Typiske hastigheter er omtrent 343 m/s i luft ved 20 °C, omkring 1500 m/s i vann, og betydelig høyere i faste materialer som stål. Frekvens f og bølgelengde λ er relatert ved v = f λ.

Måling og opplevelse. Lydtrykk måles i desibel (spl). Lydtrykknivået beregnes som 20 log10(p/p0), der p er den målte trykkamplituden og p0 er referanseverdien (20 μPa i luft). Hørbarhet og oppfatning påvirkes av frekvens, amplitude og virkning av rommet.

Fenomener og grenseflater. Lydtrykkbølger kan reflekteres, refrakteres og diffrakteres ved grenser mellom medier. Overføring av energi avhenger av impedansforskjeller mellom mediene. Fenomener som interferens og forsterkning eller demping kan oppstå i rom eller i ulike konstruksjoner.

Bruksområder og betydning. Lydtrykkbølger brukes i kommunikasjon, musikk og medisin (ultralyd). De er sentrale i akustikk, romdesign og støyvurdering. Sikkerhetshensyn ved høye nivåer er viktig for hørsel og miljø.