ljudvågen

Ljudvågen är en mekanisk våg som överför vibrationsenergi genom ett medium genom tryck- och densitetsvariationer. Den är i huvudsak longitudinal i gaser och vätskor, där partikelrörelsen är parallel med vågens riktning; i fasta ämnen kan ljud ha både longitudinella och transversalvågor, men det hörbara ljudet färdas främst som longitudinella vågor. Ljud kräver därför ett medium och kan inte färdas i vakuum.

Frekvensen f anger tonen, perioden T = 1/f, och våglängden λ sammanhänger med hastigheten v genom formeln v = fλ. Ljudets hastighet beror på mediet och temperatur: i torr luft vid 20°C ca 343 m/s, i vatten cirka 1480 m/s, i stål flera tusen m/s. Ljudets styrka är kopplad till amplituden och beskrivs ofta med ljudtryck och ljudnivå i decibel (dB).

En ljudkälla fungerar genom att vibrera och skapa cykliska tryck- och densitetsvariationer som sprids som vågor. Ljud uppfattas av hörselorganet när hårceller i örat registrerar tryckförändringar. Människans hörselspann är ungefär 20 Hz till 20 kHz, men uppfattningen varierar mellan personer och åldern spelar en roll.

Fenomen som reflektion, brytning, diffraktion och interferens påverkar ljudets färd genom rum, väggar och material. Doppler-effekten gör att ljudfrekvensen upplevs förändras när källa och mottagare rör sig i förhållande till varandra. Ljud kan också absorberas, spridas eller återspeglas beroende på material och dess akustiska impedans.

Användningar av ljudvågor omfattar kommunikation, musik, ljudteknik och ultraljudsdiagnostik inom medicin, liksom icke-destruktiv provning och akustisk miljöplanering. Forskning inom akustik studerar hur ljud beter sig i olika medier och hur ljudmiljöer kan utformas för optimal talbarhet och minskad störning.