ljudvågor

Ljudvågor är mekaniska vågor som överför energi genom ett medium genom att partiklarnas rörelse oscillerar i takt med vågen. De är longitudinella vågor där tryck- och densitetsvariationer färdas i riktning med vågens färd. Ljud kräver materia och kan inte färdas i vakuum.

Egenskaperna hos ljud inkluderar frekvensen f (mätt i hertz), våglängden λ och hastigheten v i mediet. Amplitud och ljudstyrka beskriver hur mycket energi som transporteras. Förhållandet mellan hastighet och frekvens är v = fλ. Ljudhastigheten beror på mediet och dess temperatur; exempelvis cirka 343 m/s i luft vid 20°C, cirka 1480 m/s i vatten och cirka 5000 m/s i stål. Ljudets upplevelse som tonhöjd hänförs till frekvensen, medan volym uppfattas utifrån amplituden och ljudstyrkan, som vanligtvis angives i decibel.

Spridningen av ljud innefattar reflektion, brytning och diffraktion vid hinder och vid gränsytor mellan medier. Dopplereffekten orsakar förändrad frekvens när källan och observatören rör sig relativt varandra. Ljudnivåer mäts ofta i dB SPL, där skalan är logaritmisk och referensnivån standardiserad.

Perceptionen sträcker sig vanligtvis från cirka 20 Hz till cirka 20 kHz för unga personer, men det hörbara intervallet minskar med ålder och exponering. Ljudvågor används i många sammanhang, bland annat inom musik och mänsklig kommunikation, ultraljud inom medicinsk bildbehandling och industriell nondestruktiv testning, samt i akustik och ljudisolering. Ljud kan inte färdas i vakuum, men sprids effektivt i luft, vatten och fasta material.