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聲音被定義為機械正弦振動縱向脈衝波，它透過絕熱壓縮和膨脹使傳輸介質的壓力振盪，從而導致介質中存在的粒子的角動量增加，從而產生旋轉動能，從而產生頻率在聽覺範圍內的聲音，即在弗萊徹-芒森等響度等高線圖上聽覺閾值和疼痛閾值之間。

簡介

當兩個玻璃杯碰撞時，我們會聽到聲音。當我們撥動吉他弦時，我們會聽到聲音。

不同的聲音由不同的來源產生。一般來說，兩個物體的碰撞會導致聲音。

聲音不存在於真空中；它透過介質的材料傳播。聲音是一種縱波，其中構成波的機械振動沿波的傳播方向發生。

聲波的速度取決於介質的溫度和壓力。例如，聲音在空氣和水中以不同的速度傳播。因此，我們可以將聲音定義為由兩個或多個物理量從平衡狀態碰撞產生的機械擾動，該擾動透過彈性材料介質傳播。

聲音

$decibel(\mathrm {dB} )=10\cdot \log \left({\frac {I_{1}}{I_{0}}}\right)$

振幅是聲波內聲壓變化的大小。聲音振幅可以用帕斯卡 (Pa) 來衡量，儘管更常見的是將聲音 (壓力) 水平稱為聲音強度(dB, dBSPL, dB(SPL))，而感知到的聲音水平稱為響度(dBA, dB(A))。 聲音強度是單位時間內透過固定面積的聲音能量流。它以瓦特每平方米為單位。參考強度被定義為人耳可以聽到的最小強度，它等於 10^-12 W/m² 或每平方米一皮瓦特。當強度以分貝表示時，使用此參考值。響度是根據人耳的頻率響應改變的聲音強度，以稱為 A 計權分貝 (dB(A)，也稱為豐) 的單位測量。

分貝

分貝不是，如人們普遍認為的那樣，聲音的單位。聲音是根據壓力來衡量的。但是，分貝用於表達壓力，因為通常會遇到非常大的壓力變化。分貝是一個無量綱量，用於表示一個功率量與另一個功率量的比率。分貝的定義是 $10\cdot \log _{10}\left({\frac {x}{x_{0}}}\right)$ ，其中 x 是平方量，即壓力平方、電壓平方等。分貝用於定義相對變化。例如，新車所需的降噪可能為 3 分貝，這意味著與舊車相比，新車必須安靜 3 分貝。在這種情況下，汽車的絕對水平並不重要。

$I_{0}=10^{-12}{\mbox{ W}}/{\mbox{m}}^{2}$

術語定義

強度 (I)：每秒透過 1 m² 傳輸的能量。單位：瓦特每平方米

最低可聽聲音：I = 0 dB = 10^-12 W/m²（dB < 0 的聲音對人耳是不可聽的。）

疼痛閾值：I = 120 dB = 10 W/m²

示例方程：聲音強度變化
Δβ = β₂ - β₁
= 10 log(I₂/I₀) - 10 log(I₁/I₀)
= 10 [log(I₂/I₀) - log(I₁/I₀)]
= 10 log[(I₂/I₀)/(I₁/I₀)]
= 10 log(I₂/I₁)
其中 log 是以 10 為底的對數。

多普勒效應

$f'=f\,{\frac {v\pm v_{0}}{v\mp v_{s}}}$

f' 是觀察到的頻率，f 是實際頻率，v 是聲速 ( $v=336+0.6T$ )，T 是攝氏度， $v_{0}$ 是觀察者的速度， $v_{s}$ 是聲源的速度。如果觀察者正在接近聲源，則在分子中使用上面的運算子（+），如果聲源正在接近觀察者，則在分母中使用上面的運算子（-）。如果觀察者正在遠離聲源，則在分子中使用下面的運算子（-），如果聲源正在遠離觀察者，則在分母中使用下面的運算子（+）。

示例問題

A. 一輛正在發出 400 赫茲警笛的救護車，以 30 米/秒的速度向靜止的觀察者駛來。這種情況下的聲速為 339 米/秒。

$f'=400\,\mathrm {Hz} \left({\frac {339+0}{339-30}}\right)$

B. 一輛以 10 米/秒的速度行駛的 M551 雪曼，緊跟著一輛以 5 米/秒的速度朝著相同方向行駛，併發出 30 赫茲音調的雷諾 FT-17。這種情況下的聲速為 342 米/秒。

$f'=30\,\mathrm {Hz} \left({\frac {342+10}{342+5}}\right)$