Czym różnią się dźwięki?

Od pierwszych lat życia nauczyliśmy się rozpoznawać ludzi po głosie, poznajemy szum liści na wietrze i szmer potoków. Większość ludzi lubi muzykę i dostrzega różnice między dźwiękami lub między instrumentami. Dźwięki mogą się różnić od siebie, te różnice związane są z pięcioma cechami. To co słyszymy, daje się określić przez:
• Wysokość dźwięku: częstotliwość drgań źródła dźwięku
• Głośność: związana z energią, jaką przekazuje fala akustyczna,
• Barwę dźwięku (Np: różną dla różnych instrumentów), związaną z kształtem fali akustycznej.
• Długość fali.
• Poziomem natężenia dźwięku
O wszystkich tych cechach decyduje oczywiście źródło dźwięku, Np. instrument muzyczny, silnik samochodowy lub wodospad.
Częstotliwość dźwięku to liczba pełnych cykli drgań w jednostce czasu. Częstotliwość dźwięku instrumentów zależy od różnych czynników fizycznych, takich na przykład jak długość drgającego słupa powietrza, rozmiar talerza, czy naciąg membrany bębna. Częstotliwość dźwięków słyszalnych dla ludzkiego ucha mieści się w granicach od 20 do 20 000 pełnych cykli na sekundę. Częstotliwość wyraża się w hercach ( Hz ). Jeden herc to częstotliwość zjawiska okresowego (drgania) o jednym pełnym cyklu na sekundę. Stąd pasmo słyszalne dla ludzkiego ucha rozciąga się od 20 Hz do 20 tysięcy herców.
Wysokość dźwięku jest cechą wrażenia słuchowego, uzależnioną od częstotliwości dźwięku. Na przykład dźwięk kontrabasu jest niski, ponieważ jego częstotliwość jest niska, natomiast dźwięk górnej struny skrzypiec jest wysoki, gdyż jej częstotliwość jest wysoka. Głośność zależy od energii tych fal wpadającej do naszego ucha - im większa energia fali dźwiękowej, tym większa głośność.
Trzeba uświadomić sobie jeszcze, że ponieważ ucho zbiera energię tylko z obszaru jaki samo zajmuje, więc dla wrażenia głośności istotna jest energia skupiona na ustalonym obszarze i wydzielająca się w ustalonym czasie. Właściwie więc chodzi tu o moc fali dźwiękowej przypadającą na jednostkową powierzchnię. Inaczej mówiąc w miarę precyzyjnym miernikiem głośności byłaby wielkość wyznaczana jako energia fali dźwiękowej dzielona
przez czas i powierzchnię, przez którą ta energia przenika. Barwa dźwięku, jedna z podstawowych cech wrażeniowych dźwięku pozwalająca na szeregowanie dźwięków pod względem ich ostrości, jasności, dźwięczności itd. oraz ich rozróżnianie mimo jednakowej wysokości, głośności i czasu trwania. Barwa dźwięku może być wielowymiarowa, np. dźwięki mogą być jednocześnie ostre, jasne i chropowate; w muzyce odgrywa szczególną rolę począwszy od twórczości impresjonistów, którzy stosowali tzw. barwne plamy dźwiękowe np. utwory A. Weberna i A. Schnberga; podstawowy środek wyrazu w muzyce elektronicznej. Długość fali jest to odległość między dwoma kolejnymi zagęszczeniami lub rozrzedzeniami powietrza Zależy od częstotliwości drgającego źródła. Jeśli podwoi się częstotliwość, długość fali zmaleje dwukrotnie Im wyższa częstotliwość, tym mniejsza długość fali (prędkość rozchodzenia się fali jest stała, więc odstęp czasowy między kolejnymi drganiami jest tym mniejszy, im większa jest częstotliwość.

Jednostką poziomu natężenia dźwięku są decybele (dB). Długie i częste przebywanie w hałasie może uszkodzić zmysł słuchu, a szczególnie zdolność do percepcji dźwięków o wysokich częstotliwościach. Wielu pracowników używa specjalnych ochraniaczy na uszy, aby chronić się przed hałasem.