Dźwięk

Według typowych definicji z podręczników fizyki dźwięk to zaburzenie falowe w ośrodku sprężystym zdolne do wywołania wrażenia słuchowego, a więc o częstotliwości mieszczącej się w zakresie 16Hz-20.000Hz. Ośrodkiem rozchodzenia się dźwięku mogą być ciała stałe, ciecze i gazy.

W elektroakustyce zwykle najbardziej interesuje nas dźwięk rozchodzący się w powietrzu. Oczywiście ogólna definicja fizyczna nadal pozostaje aktualna, ale można też w tym przypadku określić dźwięk jako odchylenia chwilowych wielkości ciśnienia od ciśnienia atmosferycznego, oczywiście nadal o częstotliwości mieszczącej się w podanym wcześniej zakresie 16Hz-20.000Hz. Należy podkreślić, że zmiany ciśnienia powodowane nawet przez bardzo głośne dźwięki są bardzo małe w porówaniu z wartością ciśnienia atmosferycznego. O ile ciśnienie atmosferyczne to przeciętnie około 100.000 Pa, o tyle dźwięk o poziomie 0dB odpowiada ciśnieniu 20 µPa, a bardzo głośny dźwięk o poziomie 120 dB odpowiada ciśnieniu 20 Pa.

Generowanie dźwięku przez głośniki można sobie wyobrazić w następujący sposób. Kiedy membrana głośnika wychyla się z położenia równowagi, posuwa się ona do przodu i popycha przed sobą cząstki powietrza. Przed membraną powstaje więc lokalne zagęszczenie cząstek, powodujące wzrost ciśnienia. Jednocześnie rozpędzone cząstki przekazują swoją energię sąsiednim cząstkom powietrza, wprawiając je w ruch. W następnym etapie membrana po osiągnięciu pełnego wychylenia rozpoczyna ruch w przeciwną stronę, wytwarzając przed sobą obszar rozrzedzonego powietrza (podciśnienia), przez co cząstki powietrza zostają zawrócone. Drgająca membrana przekazuje zatem swą energię mechaniczną cząstkom powietrza, które zostają wprawione w ruch. Jeśli spowodowane w ten sposób zmiany ciśnienia będą miały odpowiednią częstotliwość zostaną odebrane przez nas jako dźwięk.