Загальна характеристика звукових хвиль
Розглянемо питання, що таке звукова хвиля і як вона сприймається людським вухом. Звукова хвиля є поздовжньої, вона при попаданні в раковину вуха викликає коливання вушної перетинки з певною частотою і амплітудою. Також можна подавати ці коливання як періодичні зміни тиску в микрообъеме повітря, прилеглого до перетинки. Спочатку воно збільшується відносно нормального атмосферного тиску, а потім зменшується, підкоряючись математичним законам гармонійного руху. Амплітуда змін стиснення повітря, тобто різниця максимального або мінімального тиску, створюваного звуковою хвилею, з атмосферним тиском пропорційно амплітуді самої звукової хвилі.
Багато фізичні експерименти показали, що максимальні тиску, які може сприймати людське вухо без нанесення йому шкоди, складають 2800 мкН/см2. Для порівняння скажемо, що атмосферний тиск біля поверхні землі дорівнює 10 млн мкН/см2. Враховуючи пропорційність тиску і амплітуди коливань, можна сказати, що остання величина навіть для самих сильних хвиль є незначною. Якщо говорити про довжину звукової хвилі, то для частоти 1000 коливань в секунду вона буде становити тисячну частку сантиметра.
Найбільш слабкі звуки створюють коливання тиску порядку 0,001 мкН/см2, відповідна амплітуда коливань хвилі для частоти 1000 Гц становить 10-9 см, при цьому середній діаметр молекул повітря складає 10-8 см, тобто вухо людини є надзвичайно чутливим органом.
