ธรรมชาติของเสียง

         การเคลื่อนที่ของเสียง (sound propagation)ในอากาศ มีกระบวนการดังนี้

เมื่อวัตถุกำเนิดเสียงมีการสั่น โมเลกุลของอากาศจะทำหน้าที่เป็นตัวกลางถ่ายโอนพลังงาน ของการสั่นให้กับโมเลกุลของอากาศที่อยู่รอบ ๆ โดยการชนต่อ ๆ กันไปจนถึงหูจึงได้ยินเสียง

          เสียงเป็นคลื่นตามยาว โดยพบว่า ทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียงกับทิศการสั่นของอนุภาค ของอากาศอยู่ในแนวเดียวกันดังรูป

จากรูป พบว่าระยะห่างระหว่างขดมีการเปลี่ยนแปลงดังนี้

            ส่วนอัด (compression) คือ บริเวณที่ขดลวดสปริงอยู่ชิดกันมากกว่าปกติ

            ส่วนขยาย (rarefaction) คือ บริเวณที่ขดลวดสปริงอยู่ห่างกันมากกว่าปกติ

            ความยาวคลื่น (wavelength) เป็นระยะระหว่างตรงกลางส่วนอัดที่อยู่ติดกัน หรือระยะระหว่างตรงกลางส่วนขยายที่อยู่ติดกัน

ตารางอัตราเร็วเสียงในอากาศในตัวกลางต่าง ๆ ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส

นักฟิสิกส์ได้ศึกษาอัตราเร็วของเสียงในอากาศ พบว่า อัตราเร็วของเสียงในอากาศนิ่งที่มี ความหนาแน่นปกติที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส มีค่าประมาณ 331 เมตร/วินาที และจะมีค่าเพิ่มขึ้น 0.6 เมตร/วินาที เมื่ออุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้นทุก ๆ 1 องศาเซลเซียส

เขียนความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็วของเสียงในอากาศกับอุณหภูมิดังนี้

v = 331 + 0.6t

เมื่อ            t = อุณหภูมิของอากาศมีหน่วยเป็นองศาเซลเซียส

v = อัตราเร็วของเสียงในอากาศที่อุณหภูมิ t ใด ๆ มีหน่วย เมตร/วินาที

ในกรณีตัวกลางอื่น ๆ เมื่อเสียงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง สามารถหาอัตราเร็วของเสียงได้ เมื่อทราบความถี่ (f) และความยาวคลื่นเสียง (λ) ในตัวกลางนั้น นั่นคือ

   v = fλ