Acustica este capitolul fizicii care se ocupa cu studierea producerii, propagarii si al proprietatilor sunetelor. Sunetele sunt oscilatiile mecanice capabile sa impresioeze organul auditiv uman – urechea. Undele sonore sunt unde mecanice longitudinale ce se propaga in medii solide lichide si gazoase. Prin mediile solide, undele sonore pot fi atat longitudinale, cat si transversale. In timp ce energia miscarii undei se propaga in exteriorul sursei,moleculele de aer care duc sunetul se misca in fata si in spate, paralel la directia de miscare aundei. Asadar, o unda sonora este o serie de compresii si extensii alternative ale aerului.Fiecare molecula da energia moleculei vecine, dar dupa ce unda sonora a trecut, fiecaremolecula ramane in aceeasi pozitie ca la inceput Caracteristici fizice: Orice sunet simplu, cum ar fi o nota muzicala, poate fi descrisa in totalitate, specificand treicaracteristici perceptive: inaltime, intensitate, si calitate (timbru). Aceste caracteristici corespundexact a trei caracteristici fizice: frecventa, amplitudine, si constitutia armonica, sau respectiv forma undei. Zgomotul este un sunet complex, o mixare de multe diferite frecvente, sau note care nu sunt legate armonic. Frecventa: Noi percepem frecventa ca sunete mai "inalte" sau sunete mai "joase". Frecventa unui suneteste numarul de perioade, sau oscilatii, pe care o unda sonora le efectueaza intr-un timp dat.Frecventa este masurata in hertzi, sau perioade pe secunda. Undele se propaga si la frecventemari si la frecvente joase, dar oamenii nu sunt capabili sa le auda in afara unei raze relativ mici.Sunetele pot fi produse la frecvente dorite prin metode diferite. Intensitatea: Intensitatile sunetului sunt masurate in decibeli(dB). De exemplu, intensitatea la minimulauzului este 0 dB, intensitatea soaptelor este in medie 10 dB, si intensitatea fosnetului de frunze este de 20 dB. Intensitatile sunetului sunt aranjate pe o scara logaritmica, ceea ce inseamna cao marire de 10 dB corespunde cu o crestere a intensitatii cu o rata de 10. Astfel, fosnetulfrunzelor este de 10 ori mai intens decat soapta. In propagarea sunetului in atmosfera,schimbarile in proprietatilefizice ale aerului, cum ar fi temperatura, presiune si umiditate,produc scaderea amplitudiniiundei. Amplitudinea Amplitudinea este caracteristica undelor sonore pe care o percepem ca volum. Distantamaxima pe care o unda o parcurge de la pozitia normala, sau zero, este amplitudinea; aceastacorespunde cu gradul de miscare in moleculele de aer ale unei unde. Cand gradul de miscare inmolecule creste, acestea lovesc urechea cu o forta mai mare. Din cauza aceasta, urecheapercepe un sunet mai puternic. O
comparatie de unde sonore la amplitudine scazuta, medie, siinalta demonstreaza schimbarea sunetului prin alterarea amplitudinii. Aceste trei unde auaceeasi frecventa, si ar trebui sa sune la fel doar ca exista o diferenta perceptibila in volum.Amplitudinea unei unde sonore este gradul de miscare al moleculelor de aer din unda. Cucat amplitudinea unei unde este mai mare, cu atat moleculele lovesc mai puternic timpanulurechii si sunetul este auzit mai puternic. Amplitudinea unei unde sonore poate fi exprimata in unitati masurand distanta pe care se intind moleculele de aer, sau diferenta de presiune intrecompresie si extensie ale moleculelor, sau energia implicata in proces. Cand cineva vorbestenormal, de exemplu, se produce energie sonora la o rata de aproximativ o suta de miime dintr-un watt. Toate aceste masuratori sunt extrem de dificil de facut, si intensitatea sunetului esteexprimata, in general, prin compararea cu un sunet standard, masurat in decibeli. Reflexia Sunetul este guvernat de reflexie de asemenea, respectand legea fundamentala ca unghiulde reflexie este egal cu cel de incidenta. Rezultatul reflexiei este ecoul. Sistemul de radar subacvatic depinde de reflexia sunetelor propagate in apa. Un megafon este un tub tip cornetcare formeaza o raza de unde sonore reflectand unele dintre razele divergente din partiletubului. Un tub similar poate aduna undele sonore daca se indreapta spre sursa sonora capatulmai mare; astfel de aparat este urechea externa a omului. Refractia Sunetul, intr-un mediu cu densitate uniforma, se deplaseaza inainte intr-o linie dreapta. Insa,ca si lumina, sunetul este supus refractiei, care indeparteaza undele sonore de directia lor originala. In regiuni polare, de exemplu, unde aerul de langa pamant este mai rece decat cel cese afla la inaltimi mai ridicate, o unda sonora indreptata in sus care intra in zona mai calda dinatmosfera este refractata inspre pamant. Receptia excelenta a sunetului in directia in care batevantul si receptia proasta invers directiei vantului se datoreaza tot refractiei. Viteza vantului este, de obicei, mai mare la altitudini ridicate decat la nivelul pamantului; o unda sonora verticala care se deplaseaza in directia vantului este refractata inspre pamant in timp ce aceeasiunda indreptata invers directiei vintului, este refractata in sus. Lungimea de unda Distanta dintre doua varfuri succesive ale undei (ventre) se numeste lungimede unda. Produsul dintre lungimea de unda si frecventa este egal cu viteza de propagare aundei, si este aceeasi pentru sunetele de orice frecventa (daca sunetul se propaga in acelasi mediu la aceeasi temperatura). Viteza sunetului
Bariera sunetului reprezintă viteza pe care un obiect trebuie să o atingă pentru a depăşi viteza sunetului. Viteza sunetului este deseori folosită drept referinţă pentru măsurarea şi exprimarea vitezelor dezvoltate de aparatele de zbor. Viteza sunetului are valoarea de aproximativ 331 metri/secundă, măsurată la o temperatură de 00C şi poartă numele de Mach 1, ales în cinstea fizicianului şi filozofului austro-ceh Ernst Mach. Boomul sonic este un fenomen care apare atunci când un obiect se deplasează cu o viteză mai mare decât cea a sunetului. Practic, atunci când un aparat de zbor - de exemplu un avion supersonic - depăşeşte bariera sunetului, acesta călătoreşte mai repede decât undele sonore o pot face. Ceea ce rezultă este un fenomen de compresie a undelor sonore care creează un "boom" când ajung la nivelul urechii unei persoane. Boomul sonic nu este un eveniment de scurtă durată care apare în momentul în care un avion depăşeşte bariera sunetului, ci un sunet continuu generat de un aparat care se deplasează cu o asemenea viteză. Sonar Sonarul (engleză - SOund Navigation And Ranging) sau hidrolocator, este un aparat destinat descoperirii și determinării de la suprafață a poziției obiectelor (epavelor) aflate sub apă, funcționarea sa fiind bazată pe fenomenul de reflexie a undelor ultrascurte. Una din primele funcții a fost determinarea adâncimii (distanței până la fundul apei). Este folosit pe larg în navigație și la pescuitul industrial. Navele militare le au în dotare pentru supravegherea situației subacvatice în special pentru depistarea submarinelor și vice-versa - submarinele folosesc sonarele pentru a evita o eventuală apropiere de locuri periculoase și pentru a determina direcția și distanța spre țintă. Unul din posturile importante pe submarin este cel hidroacustic.
LRAD, arma sonica Dispozitivul acustic de mare distanta (tun sonic) este conceput sa transmita unde sonore care provoaca durere pe distante mari (impotriva protestatarilor). De obicei emit sunete cu frecventa de 2,5 kHz pe o raza de 30 de grade(arc de cerc). De asemenea, se poate folosi si pentru transmiterea mesajelor la mare distanta. Efectul Doppler Efectul Doppler constă în variația frecvenței unei unde emise de o sursă de oscilații, dacă aceasta se află în mișcare față de receptor. Efectul Doppler poate fi constatat atât în cazul undelor electromagnetice (inclusiv lumina), cât și în cazul undelor elastice (inclusiv sunetul). Frecvența măsurată crește atunci când sursa se apropie de receptor și scade când sursa se depărtează de receptor. Să considerăm o mașină ce trece pe lânga noi în viteză. Vom observa că sunetul produs de motor nu este „uniform”, ca urmare a fenomenului de variație a lungimii de undă a undelor sonore, datorat sursei aflate în mișcare. Când autovehiculul se
apropie de observator, sunetul este mai acut (frecvențe înalte), iar după ce trece de el, devine mai grav (frecvențe joase). Efectul Doppler poate fi utilizat în ultrasonografie, permițând măsurarea vitezei de deplasare a sângelui în vase.
