Гармонические колебания — это колебания, при которых колеблющиеся величина (например отклонение струны, маятника) изменяется со временем по закону синуса или косинуса и описываются уравнениями:
y(t)=y0 cos(ωt+α)
y(t)=y0 sin(ωt+α)
Понятие звукового колебания тесно связано с понятием звуковой волны. Итак, звуковая волна — это звуковые колебания (упругие волны), возникающие в какой-нибудь точке пространства и распространяются в пространстве во всех направлениях от источника звука. Человек воспринимает волны в диапазоне 16-20000 Гц. К звуковым волнам также относится инфразвук и ультразвук.
Ультразвуковыми волнами называют такие звуковые волны у которых частота колебаний превышает 20 кГц (используются, например, в измерение глубин водоёмов — эхолокация, медицинские приборы).
Инфразвуковыми волнами называют звуковые волны с частотой менее 16 Гц (применяется в прогнозирование землетрясений, штормов, цунами, обнаружение мест взрывов).
Если гармонические колебания от источника звука одной частоты, то такие колебания называются чистым тоном.
Звуковые колебания происходят по гармоническому закону.
Гармоническое звуковое колебание описывается уравнением (синусоидой):
y=A sinωt
или
y=A sin(ωt+φ0)
где
A — амплитуда колебаний;
ω — угловая частота колебаний;
ω·t — фаза колебаний;
φ0 — начальная фаза колебаний;
t — время, отсчитываемое от начала возникновения колебаний.
Частота колебаний, воспринимаемая человеческим уха звука, составляет от 20 до 20000 Гц.
Высокочастотный звук
Низкочастотный звук
Диапазоны частот человеческого голоса:
Мужские голоса
бас — 80-300 Гц
баритон — 100-400 Гц
тенор — 150-500 Гц
Женские голоса
контральто — 125-580 Гц
меццо-сопрано — 150-600 Гц.
сопрано — 250-1400 Гц.
Таблица силы звука в децибелах
| Вид звука | дБ | Сила звука, мкВт/м |
| Шорох листьев | 20 | 0,0001 |
| Двигатель грузового автомобиля | 70 | 10 |
| Автомобильный гудок | 90 | 1000 |
| Сильные удары грома и молнии | 120 | 1000000 |
2350