เสียงเป็นปรากฏการณ์ที่ การรบกวน ของความดันแพร่กระจายผ่านตัวกลางของวัสดุที่มีความยืดหยุ่น ในบริบทของฟิสิกส์เสียงมีลักษณะเป็นคลื่นกลของความดันหรือปริมาณที่เกี่ยวข้อง (เช่นการกระจัด ) ในขณะที่ใน บริบท ทางสรีรวิทยาและจิตวิทยาเสียงหมายถึงการรับคลื่นดังกล่าวและการรับรู้โดยสมอง^{[ 1 ]} แม้ว่าความไวต่อเสียงจะแตกต่างกันไปในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด แต่หูของมนุษย์มีความไวต่อความถี่ตั้งแต่ 20 เฮิรตซ์ถึง 20 กิโลเฮิร์ตซ์ ตัวอย่างของความสำคัญและการประยุกต์ใช้เสียง ได้แก่ดนตรีเทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ภาษาพูดและบางส่วนของ วิทยาศาสตร์

ตามมาตรฐานทางเทคนิคที่กำหนดโดยANSI/ASA S1.1‑2013ซึ่งเป็นมาตรฐานแห่งชาติของอเมริกาสำหรับศัพท์ทางด้านเสียง เสียงถูกนิยามไว้ดังนี้:

"(ก) การแกว่งของความดัน ความเค้น การกระจัดของอนุภาค ความเร็วของอนุภาค ฯลฯ ที่แพร่กระจายในตัวกลางที่มีแรงภายใน (เช่น แรงยืดหยุ่นหรือแรงหนืด) หรือการซ้อนทับของการแกว่งที่แพร่กระจายดังกล่าว

(b) ความรู้สึกทางการได้ยินที่เกิดจากการสั่นที่อธิบายไว้ใน (a)" ^{[ 2 ]}

นิยามของเสียงที่แบ่งออกเป็นสองส่วนนี้ระบุว่า เสียงสามารถมองได้ว่าเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ในตัวกลางที่มีความยืดหยุ่น ทำให้เสียงเป็นสิ่งเร้าหรือเป็นการกระตุ้นกลไกการได้ยินที่ส่งผลให้เกิดการรับรู้เสียง ทำให้เสียงเป็นความ รู้สึก

ในขณะที่ ANSI/ASA S1.1‑2013 ให้คำจำกัดความศัพท์มาตรฐานของเสียงที่ใช้ในอะคูสติกของสหรัฐอเมริกา และเป็นหนึ่งในองค์กรมาตรฐานหลักไม่กี่แห่งที่กำหนดแนวคิดนี้อย่างชัดเจน^{[ 2 ] [ b ]}ตำราฟิสิกส์และวิศวกรรมมักจะกำหนดเสียงว่าเป็นความปั่นป่วนทางกลที่แพร่กระจาย—เช่นคลื่น —มากกว่าที่จะเป็นการสั่นสะเทือน แหล่งข้อมูลดังกล่าวโดยทั่วไปจะอธิบายเสียงว่าเป็นความปั่นป่วนในคุณสมบัติทางกล (เช่น ความดันหรือการเคลื่อนที่ของอนุภาค) ที่เดินทางผ่านตัวกลางและประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงของตัวกลาง (การบีบอัดและการคลายตัว) ซึ่งเป็นสูตรที่นำมาใช้เพื่อความชัดเจนในเชิงแนวคิดและความแม่นยำทางวิทยาศาสตร์^{[ 8 ] [ 9 ] [ c ] [ d ]}

อะคูสติกส์เป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์แบบสหวิทยาการเกี่ยวกับคลื่นกล การสั่นสะเทือนเสียงอัลตราซาวนด์และอินฟราซาวนด์ในตัวกลางที่เป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในสาขาอะคูสติกส์เรียกว่านักอะคูสติกส์ในขณะที่บุคคลที่เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมอะคูสติกส์อาจเรียกว่าวิศวกรอะคูสติกส์ [ ^{12 ] ใน} ทางตรงกันข้าม วิศวกรเสียงจะเกี่ยวข้องกับการบันทึก การจัดการ การผสม และการสร้างเสียงขึ้นใหม่

การประยุกต์ใช้เสียงพบได้ในหลายด้านของสังคมสมัยใหม่ สาขาย่อย ได้แก่อากาศพลศาสตร์การประมวลผลสัญญาณเสียงสถาปัตยกรรมศาสตร์ เสียงชีวภาพเสียงไฟฟ้า เสียงรบกวนสิ่งแวดล้อมเสียงดนตรีการควบคุมเสียงรบกวนจิตวิทยาเสียงการพูดอัลตราซาวนด์เสียงใต้น้ำและการสั่นสะเทือน^{[ 13 ]}

เสียงเดินทางเป็นคลื่น กลผ่านตัวกลาง (เช่นน้ำผลึกอากาศ) คลื่นเสียงถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งกำเนิดเสียง เช่นแผ่นไดอะแฟรม ที่สั่น ของลำโพง เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงทำให้ตัวกลางโดยรอบสั่น การรบกวนทางกลจะแพร่กระจายออกไปจากแหล่งกำเนิดด้วยความเร็วเสียงในบริเวณนั้นส่งผลให้เกิดคลื่นเสียงขึ้น ที่ระยะห่างคงที่จากแหล่งกำเนิดความดัน ความเร็วและการกระจัดของอนุภาคของตัวกลางจะเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาณ ช่วงเวลาหนึ่ง ความดัน ความเร็ว และการกระจัดจะเปลี่ยนแปลงไปตามตำแหน่ง อนุภาคของตัวกลางไม่ได้เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่นเสียง แต่การรบกวนและพลังงานกล ของมัน ต่างหากที่แพร่กระจายผ่านตัวกลาง^{[ e ]}แม้ว่าจะคาดเดาได้ง่ายสำหรับของแข็ง แต่สิ่งนี้ก็ใช้ได้กับของเหลวและก๊าซด้วย^{[ f ]}

สสารที่สนับสนุนการส่งผ่านเสียงเรียกว่าตัวกลางการส่งผ่านตัวกลางอาจเป็นสสารรูปแบบ ใดก็ได้ ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง ของเหลว ก๊าซ หรือพลาสมาอย่างไรก็ตาม เสียงไม่สามารถแพร่กระจายผ่านสุญญากาศได้ เนื่องจากไม่มีตัวกลางที่จะรองรับการรบกวนทางกล^{[ 14 ] [ 15 ]}

การแพร่กระจายของเสียงในตัวกลางได้รับอิทธิพลหลักจาก:

• ความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างความหนาแน่นและความดันของตัวกลาง ความสัมพันธ์นี้ซึ่งได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิด้วย จะเป็นตัวกำหนดความเร็วของเสียงภายในตัวกลางนั้น
• การเคลื่อนที่ของตัวกลางเอง หากตัวกลางกำลังเคลื่อนที่ การเคลื่อนที่นี้อาจทำให้ความเร็วสัมบูรณ์ของคลื่นเสียงเพิ่มขึ้นหรือลดลง ขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น เสียงที่เคลื่อนที่ผ่านลมจะมีอัตราเร็วในการแพร่กระจายเพิ่มขึ้นตามความเร็วของลม หากเสียงและลมเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน แต่ถ้าเสียงและลมเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ความเร็วของคลื่นเสียงจะลดลงตามความเร็วของลม
• ความหนืดของตัวกลาง ความหนืดของตัวกลางเป็นตัวกำหนดอัตราการลดทอนของเสียง สำหรับตัวกลางหลายชนิด เช่น อากาศหรือน้ำ การลดทอนเนื่องจากความหนืดนั้นน้อยมาก^{[ g ]}

งานทางทฤษฎีบ่งชี้ว่าคลื่นเสียงมีมวลโน้มถ่วงที่มีประสิทธิภาพน้อยมาก มวลนี้เกิดขึ้นจากการแก้ไขแบบไม่เชิงเส้น ต่อ พลังงานความเครียดของคลื่น และหมายความว่าคลื่นเสียงตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงและสร้างสนามโน้มถ่วงที่อ่อนมากของตัวเอง สำหรับสมการสถานะทั่วไป มวลที่มีประสิทธิภาพจะเป็นลบ ซึ่งหมายความว่าคลื่นเสียงในตัวกลางดังกล่าวทำหน้าที่ราวกับว่าพวกมันมีมวลโน้มถ่วงลบเล็กน้อย^{[ h ] [ 17 ]}ผลกระทบนี้มีขนาดเล็กมากเนื่องจากปรากฏเฉพาะในลำดับที่ไม่เชิงเส้นในสมการที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของคลื่น^{[ 17 ]}

คลื่นเสียงแสดงพฤติกรรมต่างๆ เช่น การสะท้อนการส่งผ่านการหักเห การ เลี้ยว เบนการดูดซับและการลดทอน[ ^{18 ] เมื่อ}เสียงเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน^{[ i ]}เสียงอาจหักเห (ทั้งกระจายหรือรวมศูนย์) ^{[ 19 ]}

เสียงสามารถส่งผ่านของเหลว (เช่น ก๊าซ พลาสมา และของเหลว) ในรูปของคลื่นตามยาวหรือที่เรียกว่า คลื่น อัดอย่างไรก็ตาม ในของแข็ง เสียงสามารถส่งผ่านได้ทั้งในรูปของคลื่นตามยาวและคลื่นตามขวาง คลื่นเสียงตามยาวเป็นคลื่นของการเปลี่ยนแปลงความดัน สลับกัน จาก ความดัน สมดุลทำให้เกิดบริเวณการอัดและการคลายตัว เฉพาะที่ ในขณะที่คลื่นตามขวาง (ในของแข็ง) เป็นคลื่นของความเค้นเฉือน สลับกัน ในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจาย ซึ่งแตกต่างจากคลื่นเสียงตามยาว คลื่นเสียงตามขวางมีคุณสมบัติของการโพลาไรเซชัน^{[ 20 ]}

• 
  คลื่นตามยาวแบบวงกลมที่แผ่กระจายจากแหล่งกำเนิดและทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของอนุภาค
• 
  คลื่นระนาบตามยาว คือบริเวณที่บิดเบี้ยวในแนวนอนซึ่งเคลื่อนที่ผ่านตารางกริด
• 
  คลื่นระนาบตามขวาง คือบริเวณที่บิดเบี้ยวในแนวตั้งซึ่งเคลื่อนที่ผ่านตารางกริด

คลื่นเสียงสามารถมองเห็นได้โดยใช้กระจกพาราโบลาและวัตถุที่สร้างเสียง^{[ 21 ]}

พลังงานที่คลื่นเสียงเป็นคาบเคลื่อนที่ พาไปนั้น จะสลับกันระหว่างพลังงานศักยภาพจากการอัดตัว เพิ่มเติม (ในกรณีของคลื่นตามยาว) หรือความเครียด จากการเคลื่อนที่ในแนวด้านข้าง (ในกรณีของคลื่นตามขวาง) ของสสาร และพลังงานจลน์จากความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาคในตัวกลาง

แม้ว่าการส่งผ่านเสียงจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางกายภาพหลายอย่าง แต่สัญญาณที่ได้รับ ณ จุดใดจุดหนึ่ง (เช่น ไมโครโฟนหรือหู) สามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์ในรูปของความดันที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา รูปคลื่นความดันเทียบกับเวลาดังกล่าวแสดงถึงสัญญาณเสียงหรือสัญญาณเสียงใดๆ ที่ตรวจพบ ณ ตำแหน่งนั้นได้อย่างครบถ้วน

คลื่นเสียงมักถูกทำให้ง่ายขึ้นเป็นคลื่นระนาบ ไซน์ ซึ่งมีคุณสมบัติทั่วไปดังต่อไปนี้:

• ความถี่หรือค่าผกผันของความถี่ คือ คาบเวลา
• ความยาวคลื่นหรือค่าผกผันของความยาวคลื่น คือเลขคลื่น
• แอมพลิจูด ความดันเสียงหรือความเข้มเสียง
• ความเร็วเสียง
• ทิศทาง

บางครั้งความเร็วและทิศทางจะถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นเวกเตอร์ความเร็ว ในขณะที่เลขคลื่นและทิศทางจะถูกรวมเข้าด้วยกันเป็น เวก เตอร์ คลื่น

ในการวิเคราะห์เสียงรูปคลื่น ที่ซับซ้อน เช่น รูปคลื่นที่แสดงทางด้านขวา สามารถแสดงได้ในรูปของการรวมเชิงเส้นของส่วนประกอบไซน์ที่มีความถี่ แอมพลิจูดและเฟสที่ แตกต่างกัน ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ j ]}

• 
  รูปคลื่นความดันเทียบกับเวลาของเสียงคลาริเน็ตความยาว 20 มิลลิวินาที
• 
  รูปคลื่นไซน์ที่มีความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบน แสดงถึงส่วนประกอบความถี่บริสุทธิ์ที่ใช้ในการวิเคราะห์ฟูริเยร์

ความเร็วของเสียงขึ้นอยู่กับตัวกลางที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่าน และเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุนั้น ๆ ความพยายามครั้งสำคัญครั้งแรกในการวัดความเร็วของเสียงเกิดขึ้นโดยไอแซค นิวตันเขาเชื่อว่าความเร็วของเสียงในสารใดสารหนึ่งเท่ากับรากที่สองของความดันที่กระทำต่อสารนั้นหารด้วยความหนาแน่นของสารนั้น

${\displaystyle c={\sqrt {\frac {p}{\rho }}}.}$

ต่อมามีการพิสูจน์ว่า^{[ k ]} ผิดพลาด และนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสลาปลาซได้แก้ไขสูตรโดยสรุปว่าปรากฏการณ์การเดินทางของเสียงไม่ได้เป็นแบบไอโซเทอร์มอลอย่างที่นิวตันเชื่อ แต่เป็นแบบอะเดียแบติกเขาเพิ่มปัจจัยอีกตัวหนึ่งลงในสมการ คือแกมมาและคูณ ด้วย จึงได้สมการ เนื่องจาก สมการสุดท้ายจึงเป็น ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าสมการนิวตัน-ลาปลาซ ในสมการนี้Kคือโมดูลัสความยืดหยุ่นเชิงปริมาตรcคือความเร็วของเสียง และคือความหนาแน่น ดังนั้น ความเร็วของเสียงจึงเป็นสัดส่วนกับราก ที่สอง ของอัตราส่วนของโมดูลัสเชิงปริมาตรของตัวกลางต่อความหนาแน่น ${\displaystyle {\sqrt {\gamma }}}$${\displaystyle {\sqrt {p/\rho }}}$${\displaystyle c={\sqrt {\gamma \cdot p/\rho }}}$${\displaystyle K=\แกมมา \cdot p}$${\displaystyle c={\sqrt {K/\rho }}}$${\displaystyle \rho }$

คุณสมบัติทางกายภาพเหล่านั้นและความเร็วของเสียงจะเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ความเร็วของเสียงในก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ในอากาศที่อุณหภูมิ 20 °C (68 °F) ที่ระดับน้ำทะเล ความเร็วของเสียงจะอยู่ที่ประมาณ 343 เมตร/วินาที (1,230 กิโลเมตร/ชั่วโมง; 767 ไมล์/ชั่วโมง) โดยใช้สูตรv [เมตร/วินาที] = 331 + 0.6 T [°C] ความเร็วของเสียงยังมีความไวต่อแอมพลิจูดของเสียงเล็กน้อย โดยได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์ แอนฮาร์มอนิกอันดับสองซึ่งหมายความว่ามีผลกระทบจากการแพร่กระจายแบบไม่เชิงเส้น เช่น การสร้างฮาร์มอนิกและโทนเสียงผสมที่ไม่ปรากฏในเสียงดั้งเดิม (ดูอาร์เรย์พาราเมตริก ) หาก ผลกระทบ เชิงสัมพัทธภาพ มีความสำคัญ ความเร็วของเสียงจะคำนวณจากสมการออยเลอร์เชิงสัมพัทธภาพ

ในน้ำจืด ความเร็วเสียงอยู่ที่ประมาณ 1,482 เมตร/วินาที (5,335 กิโลเมตร/ชั่วโมง; 3,315 ไมล์/ชั่วโมง) ในเหล็ก ความเร็วเสียงอยู่ที่ประมาณ 5,960 เมตร/วินาที (21,460 กิโลเมตร/ชั่วโมง; 13,330 ไมล์/ชั่วโมง) เสียงเคลื่อนที่เร็วที่สุดในไฮโดรเจนอะตอมแข็งที่ประมาณ 36,000 เมตร/วินาที (129,600 กิโลเมตร/ชั่วโมง; 80,530 ไมล์/ชั่วโมง) ^{[ 27 ] [ 28 ]}

ความดันเสียงคือความแตกต่างระหว่างความดันเฉลี่ยในบริเวณนั้นกับความดันในคลื่นเสียงในตัวกลางที่กำหนด โดยทั่วไปแล้ว ค่ากำลังสองของความแตกต่างนี้ (เช่น ค่ากำลังสองของความเบี่ยงเบนจากความดันสมดุล) จะถูกหาค่าเฉลี่ยในช่วงเวลาและ/หรือพื้นที่ และรากที่สองของค่าเฉลี่ยนี้จะให้ ค่า รากกำลังสองเฉลี่ย (RMS) ตัวอย่างเช่น ความดันเสียง 1 Pa RMS (94 dBSPL) ในอากาศบรรยากาศหมายความว่าความดันจริงในคลื่นเสียงจะแกว่งไปมาระหว่าง (1 atmPa) และ (1 atmPa) นั่นคือระหว่าง 101323.6 และ 101326.4 Pa เนื่องจากหูของมนุษย์สามารถรับรู้เสียงที่มีแอมพลิจูดหลากหลายช่วง ความดันเสียงจึงมักวัดเป็นระดับบน มาตราส่วน เดซิเบลแบบ ลอการิทึม ระดับความดันเสียง₍ SPL) หรือ Lpถูกกำหนดดังนี้ ${\displaystyle -{\sqrt {2}}}$${\displaystyle +{\sqrt {2}}}$

${\displaystyle L_{\mathrm {p} }=10\,\log _{10}\left({\frac {{p}^{2}}{{p_{\mathrm {ref} }}^{2}}}\right)=20\,\log _{10}\left({\frac {p}{p_{\mathrm {ref} }}}\right){\mbox{ dB}}\,}$

โดยที่pคือ ค่าความดันเสียง เฉลี่ยกำลังสองและคือค่าความดันเสียงอ้างอิงค่าความดันเสียงอ้างอิงที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งกำหนดไว้ในมาตรฐานANSI S1.1-1994คือ 20 μPaในอากาศ และ 1 μPaในน้ำ หากไม่มีการระบุค่าความดันเสียงอ้างอิง ค่าที่แสดงในหน่วยเดซิเบลจะไม่สามารถแสดงระดับความดันเสียงได้${\displaystyle p_{\mathrm {ref} }}$

เนื่องจากหูของมนุษย์ไม่ได้มีการตอบสนองทางสเปกตรัม ที่ราบเรียบ ความดันเสียงจึงมัก ถูกถ่วงน้ำหนัก ตามความถี่เพื่อให้ระดับที่วัดได้ตรงกับระดับที่รับรู้ได้มากขึ้นคณะกรรมการไฟฟ้าสากล (IEC) ได้กำหนดรูปแบบการถ่วงน้ำหนักไว้หลาย แบบ การ ถ่วงน้ำหนักแบบ Aพยายามให้ตรงกับการตอบสนองของหูมนุษย์ต่อเสียงรบกวน และระดับความดันเสียงที่ถ่วงน้ำหนักแบบ A จะมีหน่วยเป็น dBA ส่วนการถ่วงน้ำหนักแบบ C ใช้ในการวัดระดับสูงสุด

ในสรีรวิทยาและจิตวิทยา คำว่าเสียงหมายถึงประสบการณ์การรับรู้ที่เกิดจากการกระตุ้นด้วยเสียง ซึ่งแตกต่างจากคำจำกัดความทางกายภาพที่ใช้ในด้านเสียง สาขาจิตวิทยาเสียงและสาขาจิตวิทยา กายภาพที่กว้างกว่า นั้นศึกษาว่าสิ่งมีชีวิตตรวจจับและตีความสิ่งเร้าดังกล่าวได้อย่างไร พจนานุกรมของเว็บสเตอร์สะท้อนการใช้งานสองแบบนี้โดยให้คำจำกัดความของเสียงทั้งในฐานะ "ความรู้สึกของการได้ยิน" และในฐานะ "พลังงานการสั่นสะเทือนที่ก่อให้เกิดความรู้สึกดังกล่าว" ^{[ 29 ]}ความแตกต่างนี้อธิบายว่าทำไมคำถามที่ว่า"ถ้าต้นไม้ล้มในป่าและไม่มีใครอยู่แถวนั้นเพื่อได้ยิน มันจะเกิดเสียงหรือไม่" จึงอาจให้คำตอบที่แตกต่างกันได้ขึ้นอยู่กับว่าใช้คำจำกัดความทางกายภาพหรือทางการรับรู้

การรับรู้เสียงทางสรีรวิทยาในสิ่งมีชีวิตที่มีระบบการได้ยินนั้นจำกัดอยู่ในช่วงความถี่ที่จำกัด ในมนุษย์ ความไวต่อระดับเสียงโดยทั่วไปจะครอบคลุมตั้งแต่ประมาณ 20 เฮิรตซ์ถึง 20 กิโลเฮิร์ตซ์^{[ 30 ] : 382 [ l ]}โดยขีดจำกัดบนจะลดลงตามอายุ^{[ 30 ] : 249} ที่ความถี่ต่ำกว่าประมาณ 20 เฮิรตซ์ การกระตุ้นด้วยเสียงเป็นระยะๆ อาจถูกรับรู้ไม่ใช่ระดับเสียง แต่เป็นพัลส์ที่แยกจากกันหรือความผันผวนของแอมพลิจูดที่ช้า^{[ 31 ]} บางครั้ง คำว่าเสียงถูกจำกัดไว้เฉพาะการสั่นสะเทือนภายในช่วงการได้ยินของมนุษย์^{[ 32 ]}แม้ว่าสายพันธุ์อื่นๆ จะแสดงขีดจำกัดการได้ยินที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น สุนัขบ้านสามารถตรวจจับความถี่ที่สูงกว่า 20 กิโลเฮิร์ตซ์ได้^{[ 33 ]}

เสียง เป็นสัญญาณที่รับรู้ได้ด้วยประสาทสัมผัส หลักอย่างหนึ่ง และสิ่งมีชีวิตหลายชนิดใช้เสียงในการตรวจจับอันตรายการนำทาง การล่าเหยื่อ และการสื่อสาร บรรยากาศของโลกน้ำและปรากฏการณ์ทางกายภาพ แทบทุกอย่าง เช่น ไฟ ฝน ลมคลื่นหรือแผ่นดินไหว ล้วนสร้าง (และมีลักษณะเฉพาะด้วย) เสียงที่เป็นเอกลักษณ์ของตนเอง สิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น กบ นก สัตว์เลี้ยงลูกด้วย นม ในทะเลและบนบกได้พัฒนาอวัยวะ พิเศษ เพื่อสร้างเสียง ในบางชนิด อวัยวะเหล่านี้สร้างเสียงร้องเพลงและเสียงพูดนอกจากนี้ มนุษย์ยังได้พัฒนาวัฒนธรรมและเทคโนโลยี (เช่น ดนตรี โทรศัพท์ และวิทยุ) ที่ช่วยให้พวกเขาสามารถสร้าง บันทึก ส่ง และกระจายเสียงได้

เสียงรบกวนเป็นคำที่มักใช้เพื่อหมายถึงเสียงที่ไม่พึงประสงค์ ในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม เสียงรบกวนเป็นส่วนประกอบที่ไม่พึงประสงค์ที่บดบังสัญญาณที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม ในการรับรู้เสียง เสียงรบกวนมักใช้เพื่อระบุแหล่งที่มาของเสียง และเป็นองค์ประกอบสำคัญของการรับรู้คุณภาพเสียง (ดูด้านล่าง)

ภูมิทัศน์เสียงคือองค์ประกอบของสภาพแวดล้อมทางเสียงที่มนุษย์สามารถรับรู้ได้ สภาพแวดล้อมทางเสียงคือการรวมกันของเสียงทั้งหมด (ไม่ว่ามนุษย์จะได้ยินหรือไม่ก็ตาม) ภายในพื้นที่ที่กำหนด ซึ่งถูกปรับเปลี่ยนโดยสภาพแวดล้อมและเป็นที่เข้าใจของคนในบริบทของสภาพแวดล้อมโดยรอบ

ในทางประวัติศาสตร์ มีวิธีการวิเคราะห์คลื่นเสียงที่แยกออกจากกันได้โดยการทดลอง 6 วิธี ได้แก่ ระดับเสียงระยะเวลาความดังคุณภาพเสียงเนื้อเสียงและตำแหน่ง เชิงพื้นที่^{[ 34 ]}คำศัพท์บางคำเหล่านี้มีคำจำกัดความที่เป็นมาตรฐาน (เช่น ในคำศัพท์ทางเสียงของ ANSI ANSI/ASA S1.1-2013 ) แนวทางล่าสุดยังพิจารณาซองเวลาและโครงสร้างละเอียดของเวลาเป็นการวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ด้วย^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

ระดับเสียงถูกรับรู้ว่าเป็นระดับ "ต่ำ" หรือ "สูง" ของเสียง และแสดงถึงลักษณะที่เป็นวัฏจักรและซ้ำซ้อนของการสั่นสะเทือนที่ประกอบกันเป็นเสียง สำหรับเสียงที่เรียบง่าย ระดับเสียงจะสัมพันธ์กับความถี่ของการสั่นสะเทือนที่ช้าที่สุดในเสียง (เรียกว่าฮาร์โมนิกพื้นฐาน) ในกรณีของเสียงที่ซับซ้อน การรับรู้ระดับเสียงอาจแตกต่างกันไป บางครั้งบุคคลระบุระดับเสียงที่แตกต่างกันสำหรับเสียงเดียวกัน โดยขึ้นอยู่กับประสบการณ์ส่วนตัวของรูปแบบเสียงเฉพาะ การเลือกระดับเสียงเฉพาะจะถูกกำหนดโดยการตรวจสอบการสั่นสะเทือนก่อนจิตสำนึก รวมถึงความถี่และความสมดุลระหว่างกัน มีการให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการรับรู้ฮาร์โมนิกที่เป็นไปได้^{[ 38 ] [ 39 ]} ทุกเสียงจะถูกวางไว้บนความต่อเนื่องของระดับเสียงจากต่ำไปสูง

ตัวอย่างเช่นเสียงรบกวนสีขาว (เสียงรบกวนแบบสุ่มที่กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทุกความถี่) จะมีระดับเสียงสูงกว่าเสียงรบกวนสีชมพู (เสียงรบกวนแบบสุ่มที่กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทุกช่วงความถี่) เนื่องจากเสียงรบกวนสีขาวมีเนื้อหาความถี่สูงมากกว่า

ระยะเวลาถูกรับรู้ว่าเสียงนั้น "ยาว" หรือ "สั้น" เพียงใด และเกี่ยวข้องกับสัญญาณเริ่มต้นและสิ้นสุดที่สร้างขึ้นโดยการตอบสนองของเส้นประสาทต่อเสียง ระยะเวลาของเสียงมักจะเริ่มตั้งแต่เวลาที่ได้ยินเสียงเป็นครั้งแรกจนกระทั่งเสียงนั้นถูกระบุว่าเปลี่ยนแปลงหรือหยุดลง^{[ 40 ]}บางครั้งสิ่งนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับระยะเวลาทางกายภาพของเสียง ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวน เสียงที่มีช่องว่าง (เสียงที่หยุดและเริ่มใหม่) อาจฟังดูราวกับว่าต่อเนื่องกัน เนื่องจากข้อความสิ้นสุดหายไปเนื่องจากการรบกวนจากเสียงรบกวนในแบนด์วิดท์เดียวกัน^{[ 41 ]}สิ่งนี้สามารถเป็นประโยชน์อย่างมากในการทำความเข้าใจข้อความที่บิดเบือน เช่น สัญญาณวิทยุที่ได้รับผลกระทบจากการรบกวน เนื่องจาก (เนื่องจากผลกระทบนี้) ข้อความจึงถูกได้ยินราวกับว่าต่อเนื่องกัน

ความดังของเสียงนั้นรับรู้ได้ว่าเป็นเสียงที่ "ดัง" หรือ "เบา" เพียงใด และสะท้อนถึงรูปแบบโดยรวมของ กิจกรรมของ เส้นประสาทรับเสียงที่เกิดจากเสียงนั้น โดยทั่วไปแล้ว เสียงที่ดังกว่าจะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของเยื่อฐาน มากขึ้น ซึ่งจะกระตุ้นเส้นใยประสาทรับเสียงมากขึ้นและส่งผลให้เกิดการแสดงผลของความดังในระดับประสาทที่แข็งแกร่งขึ้น^{[ 42 ]}

ความดังที่รับรู้ได้ยังขึ้นอยู่กับการกระจายพลังงานเสียงในช่วงเวลาด้วย เมื่อเสียงสั้นมาก ระบบการได้ยินจะไม่รวมพลังงานทั้งหมดเข้าด้วยกัน ดังนั้นจึงได้ยินเบากว่าเสียงที่ยาวกว่าซึ่งมีความเข้มทางกายภาพเท่ากัน กระบวนการนี้เรียกว่าการรวมเชิงเวลาซึ่งทำงานในช่วงเวลาประมาณ 200 มิลลิวินาที^{[ 43 ]}เมื่อเกินระยะเวลานี้ การเพิ่มความยาวของเสียงจะไม่ทำให้ความดังที่รับรู้ได้เพิ่มขึ้นอีกต่อไป

ความซับซ้อนของสเปกตรัมของเสียงยังสามารถส่งผลต่อการรับรู้ความดังได้อีกด้วย เสียงที่ซับซ้อนซึ่งกระตุ้นเส้นใยประสาทการได้ยินในวงกว้างกว่า มักจะถูกตัดสินว่าดังกว่าเสียงที่เรียบง่าย (เช่น คลื่นไซน์) แม้ว่าจะมีแอมพลิจูดทางกายภาพเท่ากันก็ตาม^{[ 44 ]}

ลักษณะเสียง (Timbre)ถูกรับรู้ว่าเป็นคุณภาพของเสียงต่างๆ (เช่น เสียงหินตก เสียงสว่าน เสียงเครื่องดนตรี หรือคุณภาพของเสียงพูด) และแสดงถึงการกำหนดเอกลักษณ์ทางเสียงให้กับเสียงโดยไม่รู้ตัว (เช่น "มันคือเสียงโอโบ!") เอกลักษณ์นี้ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่ได้จากการเปลี่ยนแปลงความถี่ เสียงรบกวน ความไม่คงที่ ระดับเสียงที่รับรู้ และการกระจายและความเข้มของเสียงโอเวอร์โทนในเสียงในช่วงเวลาที่ยาวนาน^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}วิธีที่เสียงเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาให้ข้อมูลส่วนใหญ่สำหรับการระบุลักษณะเสียง แม้ว่าส่วนเล็กๆ ของรูปคลื่นจากเครื่องดนตรีแต่ละชนิดจะดูคล้ายกันมาก แต่ความแตกต่างในการเปลี่ยนแปลงตามเวลาระหว่างคลาริเน็ตและเปียโนนั้นเห็นได้ชัดทั้งในด้านความดังและเนื้อหาฮาร์มอนิก เสียงรบกวนที่ได้ยินแตกต่างกัน เช่น เสียงลมฟู่ของคลาริเน็ตและเสียงค้อนกระทบของเปียโนนั้นสังเกตได้ยากกว่า

ลักษณะเสียงเกี่ยวข้องกับจำนวนแหล่งกำเนิดเสียงและการโต้ตอบระหว่างแหล่งกำเนิดเสียงเหล่านั้น^{[ 45 ] [ 46 ]}ในบริบทนี้คำว่าลักษณะเสียง เกี่ยวข้องกับการแยกวัตถุเสียงออกจากกันในเชิงการรับรู้ ^{[ 47 ]}ในดนตรี ลักษณะเสียงมักถูกกล่าวถึงว่าเป็นความแตกต่างระหว่างเสียงประสานเสียงหลายเสียงและเสียงเดียวกันแต่ก็อาจเกี่ยวข้องกับ (ตัวอย่างเช่น) ร้านกาแฟที่พลุกพล่าน ซึ่งอาจเรียกว่าเสียงที่ไม่ไพเราะก็ได้

ตำแหน่งเชิงพื้นที่แสดงถึงการจัดวางเสียงในบริบทสิ่งแวดล้อมในเชิงการรับรู้ ซึ่งรวมถึงการจัดวางเสียงบนระนาบแนวนอนและแนวตั้ง ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง และลักษณะของสภาพแวดล้อมทางเสียง^{[ 47 ] [ 48 ]}ในเนื้อเสียงที่หนาแน่น สามารถระบุแหล่งกำเนิดเสียงได้หลายแหล่งโดยใช้การผสมผสานระหว่างตำแหน่งเชิงพื้นที่และการระบุลักษณะเสียง

คลื่นอัลตราซาวนด์คือคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 เฮิรตซ์ ในด้านคุณสมบัติทางกายภาพ คลื่นอัลตราซาวนด์ไม่แตกต่างจากเสียงที่มนุษย์ได้ยิน แต่มนุษย์ไม่สามารถได้ยินได้ อุปกรณ์อัลตราซาวนด์ทำงานด้วยความถี่ตั้งแต่ 20 กิโลเฮิร์ตซ์ จนถึงหลายกิกะเฮิร์ตซ์

การตรวจอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์มักใช้ในการวินิจฉัยและรักษาโรค

คลื่นเสียงอินฟราซาวด์คือคลื่นเสียงที่มีความถี่ต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์ แม้ว่าเสียงที่มีความถี่ต่ำเช่นนี้จะต่ำเกินกว่าที่มนุษย์จะได้ยินเป็นระดับเสียง แต่เสียงเหล่านี้จะได้ยินเป็นจังหวะที่แยกจากกัน (เช่น เสียง 'ป๊อป' ของมอเตอร์ไซค์ที่จอดอยู่เฉยๆ) วาฬ ช้าง และสัตว์อื่นๆ สามารถตรวจจับคลื่นเสียงอินฟราซาวด์และใช้ในการสื่อสารได้ สามารถใช้ในการตรวจจับการปะทุของภูเขาไฟและใช้ในดนตรีบางประเภท^{[ 49 ]}

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับเสียง

เว็บไซต์ Wikibooks มีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อ: เสียง

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเสียง

Wikisourceภาษาอังกฤษมีข้อความต้นฉบับที่เกี่ยวข้องกับบทความนี้:

เสียง

• เอริค แม็ค (20 พฤษภาคม 2019). "นักวิทยาศาสตร์สแตนฟอร์ดสร้างเสียงดังมากจนสามารถต้มน้ำให้เดือดได้ทันที" . CNET .
• Sounds Amazing; แหล่งเรียนรู้เกี่ยวกับเสียงและคลื่นสำหรับนักเรียนระดับ KS3/4 (ใช้ Flash) เก็บถาวรเมื่อวันที่ 13 มีนาคม 2012 ที่Wayback Machine
• ไฮเปอร์ฟิสิกส์: เสียงและการได้ยิน
• บทนำสู่ฟิสิกส์ของเสียง
• กราฟการได้ยินและการทดสอบการได้ยินออนไลน์
• ไฟล์เสียงสำหรับศตวรรษที่ 21 ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 23 มกราคม 2009 ที่Wayback Machine
• การแปลงหน่วยเสียงและระดับเสียง
• การคำนวณที่ถูกต้อง
• การตรวจสอบเสียง: ชุดทดสอบเสียงและโทนเสียงทดสอบฟรีที่สามารถเล่นได้ทางออนไลน์
• More Sounds Amazing; แหล่งเรียนรู้เกี่ยวกับคลื่นเสียงสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมปลาย