ääniaalloissa

Ääniaallot ovat mekaanisia aaltoliikkeitä, joissa väliaineen paine ja tiheys muuttuvat ajassa ja tilassa. Ne syntyvät, kun kappale värähtelee ja siirtää energiaa ympäröivään aineeseen. Väliaineeseen syntyy paineen kohoamisia ja harventumia, eli miten tieto taajuudesta ja paineesta etenee sen mukaan.

Ilmassa ja useimmissa muissa väliaineissa ääniaallot ovat pitkittäisiä: ilmassa nesteissä ja kiinteissä aineissa väliaineen hiukkaset värähtelevät eteen- ja taaksepäin aallon etenemissuunnassa. Kiinteissä aineissa voi esiintyä myös muita aaltomuotoja, kuten poikittaista liikettä. Ääniaallot tarvitsevat väliaineen elääkseen.

Äänen etenemisnopeus riippuu väliaineen tiheydestä, jäykkyydestä ja lämpötilasta. Esimerkiksi ilmassa noin 343 m/s (20 °C), vedessä noin 1500 m/s ja teräksessä muutamassa tuhannessa metrissä sekunnissa. Sateen, taustakohinan ja muiden tekijöiden vaikutuksesta nopeus voi muuttua hieman.

Ääni määritellään usein taajuuden ja aallonpituuden kautta. Taajuus f sekä nopeus v määrittelevät aallon pituuden λ = v/f. Ihmisen kuuloalue on noin 20 Hz–20 kHz; tätä alemmilla ja ylemmillä taajuuksilla äänet ovat either infrasoinnissa tai ultrataajuisessa kaistassa. Ääniaallojen voimakkuus määritellään paineen vaihtelun amplitudilla; kuulovaste johtaa lukuihin desibeleinä, käyttämällä SPL-arvoa 20 log10(p/p0), missä p0 on 20 μPa.

Ymmärrys ääniaalloista kattaa heijastuksen, taittumisen, interferenssin ja diffraktion, sekä Dopplerin ilmiön. Käytännössä ääniaallot ovat keskeisiä esimerkiksi akustiikassa, musiikin kokeellisessa tutkimuksessa, lääketieteessä (ultraääni), navigoinnissa ja ympäristöäänien hallinnassa.