3.Акустика

Звукові хвилі мають декілька основних властивостей: • Поширення звукових хвиль. Звукові хвилі розповсюджуються через повітря, рідини і тканини людського організму майже виключно у вигляді пружних хвиль. Останні є зони, в яких молекули, що складають середу, поперемінно розріджується або ущільнюються. Таким чином, звукові хвилі можуть поширюватися через речовину і не поширюються у вакуумі.

• Швидкість розповсюдження. Швидкість звуку при проходженні будь-яких речовин відносно мала (для тканини близько 1540 м /с). Отже, час проходження звукової хвилі може бути точно виміряна і пов'язане з пройденою відстанню з використанням принципу «час-відстань».

• Відображення (часткове або повне) звукових хвиль від поверхонь: ступінь відображення падаючих на поверхню звукових хвиль залежить від акустичного опору (імпедансу):

Частота́ — фізична величина, характеристика будь-яких процесів, які регулярно повторюються; кількість подій за одиницю часу.

Тембр (фр. tembr) — «забарвлення» звуку; одна з ознак музичного звуку, поряд з висотою, силою і тривалістю.

Інтенси́вність зву́ку — густина потоку звукової енергії. Найменша інтенсивність звуку, яку ще може сприймати вухо людини (поріг чутності), становить 10⁻¹⁶ Вт/см²

Рівень звукового тиску - [L_p, L];(sound pressure level, уровень звукового давления) - фізична величина, яка визначається співвідношенням

L_p = ln(p/p_o) = ln10·lg(p/p_o),

де p - середньоквадратичне значення звукового тиску; p_o - відліковий тиск, який за відсутності іншої вказівки, дорівнює 20 мкПa у повітрі та 1 мкПa в інших середовищах

Децибе́л — логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений.

Гучність звуку визначається амплітудою коливань, однак гучність - суб'єктивна характеристика інтенсивності звуку, тоді як об'єктивною фізичною характеристикою є звуковий тиск

Довжина звукової хвилі визначається її частотою та швидкістю:

,

Частота ультразвукової хвилі дорівнює частоті коливань джерела, наприклад перетворювача.

Поширення ультразвуку - це процес переміщення в просторі і в часі обурень, що мають місце в звуковій хвилі.  Звукова хвиля поширюється в речовині, що знаходиться в газоподібному, рідкому або твердому стані, в тому ж напрямку, в якому відбувається зсув частинок цієї речовини, тобто вона викликає деформацію середовища. 

Інфразвук (від лат. infra — нижче, під) — пружні хвилі, аналогічні звуковим, але з частотами нижче рівня сприйняття людського вуха (від 0,001 Гц до 16 Гц). Цей частотний діапазон використовується в сейсмографах для визначення землетрусів. Інфразвукові хвилі характеризуються можливістю долати великі відстані та оминати об'єкти з малим поглинанням.

Джерела інфразвуку [ред.]Природні джерела

Виникає під час землетрусу, бурі, урагану та інших стихійних лих.

[Ред.]Штучні джерела

Техногенним джерелом інфразвуку може бути потужне обладнання, транспорт, гірничі розробки за допомогою вибухів. Забруднення інфразвуком навколишнього середовища необхідно враховувати при будівництві вітрових електростанцій. Виробничий інфразвук виникає за рахунок тих же процесів що і шум чутних частот. Найбільшу інтенсивність інфразвукових коливань створюють машини і механізми, що мають поверхні великих розмірів, що роблять низькочастотні механічні коливання (інфразвук механічного походження) чи турбулентні потоки газів і рідин (інфразвук аеродинамічного гідродинамічного походження).

З музичних інструментів інфразвук можна відтворити на орга́ні. В одному зі старовинних лондонських театрів ставили п'єсу в середині якої дія переносилась із сучасності у далеке минуле. Режисерові-постановнику не вдавалось створити необхідну таємність дії. Відомий фізик Роберт Вуд, що знаходився на репетиції, запропонував діяти на глядачів низькочастотним нечутним звуком. Наступного дня до театру привезли трубу великих розмірів та приладнали її до органу. Незадовго до спектаклю Вуд провів короткочасний дослід по впливу інфразвуку на людей. Коли він привів у дію генератор, нічого не чекавших глядачів охопила турбота, безпричинний страх, вони стали сумно переглядатися, дивитися по сторонах, а декотрі встали зі стільців і пішли до виходу. Ніякого звуку не було чути, але кришталеві підвіски старовинного канделябра затремтіли. Навіть на вулиці почалась паніка.

Шум — коливання частинок навколишнього середовища, що сприймається органами слуху людини як небажані сигнали^[1]. З точки зоруакустики: шум — нестійкі або випадкові акустичні коливання, що характеризуються випадковою зміною амплітуди і частоти^[

Вплив шуму на людину до певного часу не був об’єктом спеціальних досліджень. Нині дію звуку, шуму на функції організму вивчає ціла галузь науки – аудіологія. Було встановлено благотворний вплив на людський організм шумів природного походження (шум листя, дощу, річки та ін.), що заспокоюють, навівають цілющий сон. Статистика свідчить, що люди, які працюють у лісі, поблизу річки, на морі, рідше, ніж мешканці міст, страждають на нервові та серцево-судинні захворювання. Позитивний вплив гармонійної спокійної музики був відомий з давніх–давен. Це й поширені в усьому світі колисанки – тихі, нижні, монотонні наспіви, і зцілювання нервових хвороб заспокійливим дзюркотінням струмкової води, лагідним шумом морських хвиль або пташиним співом. Давно відома також негативна дія звуку. Одним із середньовічних покарань було жорстоке вбивство жертви звуками від ударів могутнього дзвона, коли засуджений помирає у страшних муках від нестерпного болю у вухах.  Нині добре відомо, що виробничі шуми шкідливо впливають на здоров’я людей, знижують їхню працездатність (продуктивність ручної праці може знизитись до 60%, а кількість помилок, що трапляються при розрахунках, зростає більше, ніж на 50%), викликають захворювання органів слуху (глухоту), ендокринної, нервової, серцево – судинної систем і проявляються: