世界上絕大多數的人都生活在有聲世界里，人們離不開聲。聲音能給人們帶來各種各樣的信息，是人們交流的主要工具，聲音給人類帶來無窮無盡的好處；有的聲音對人類是有用的；有的聲音對人類是有害的。當人們離開了聲音又會處于無限寂寞甚至是惶恐之中。
聲音是一種物理現象，一切聲音都是由振動的物體發出來的，一切聲音都是由振動產生的。振動是自然界很普遍的運動形式。聲源的振動導致波的形成，并向各個方向輔射出去，正是這些運動著的波，人耳聽起來成為聲音。
振動的定義：物體在一定位置附近來回往復的運動稱為振動，振動的物體就是聲波的聲源。
波動的定義：當用小錘敲擊音叉時，音叉產生振動，由于音叉的振動引起周圍空氣的振動，從而使附近的一層空氣發生壓縮和稀疏。由于空氣是彈性介質，當受到壓縮和稀疏時，有了彈性力發生，因而有引起鄰近部份空氣的振動，這樣振動從音叉又向各方面傳播出去，這種振動在介質中傳播的過程稱為波動。簡稱波。
振動周期：物體完成一次振動所需要的時間叫周期，用T來表示。
振動頻率：單位時間內完成振動的次數叫頻率。Freguency用F表示。頻率的單位是次/秒，也叫赫或赫茲（Hz）
振幅：振動物體離開平衡位置的最大距離叫作振幅。振幅的大小取決于初始能量的多少。
振動的周期或頻率是由振動系統本身決定的。因此常稱這種周期為物體的固有周期，這時的頻率稱為固有頻率。
聲波的速度：C=λ/T C是聲波的速度，入是波長，T是周期。波速等于波長乘以頻率，公式C=λ/T= fT是波長、頻率、波速的基本關系式，是一個很重要的公式。
頻率的大小是由波源來決定的。
波速的大小是由媒質的性質決定的。在一定的均勻媒質中，波速是一定的，波長決定波速和波源的頻率。
在空氣中聲波的速度是344米/秒（20℃標準大氣壓下）
在水中聲波的速度是1450米/秒，
在鋼中聲波的速度是5000米/秒。
聲是一種能量，在運動中聲能逐漸轉換成熱能逐漸消失。在多數情況下，聲能產生的熱使聲場周圍的溫度上升非常微小，只有通過儀器才能測出來。但是有時侯聲能轉換成熱能也可以造成嚴重后果， 在一次實驗中，暴露在極高強度聲音中的老鼠過了不到10分鐘，由于動物高吸收性皮毛捕獲的聲能轉換成熱能，這些熱能居然使老鼠的皮毛燃燒起來。
聲波和其它的波動一樣，在傳播過程中具有反射、折射、衍射等特性。聲波在媒質中傳播，聲能將隨著距離的增大而逐漸減小。一種原因是由于聲束本身擴散及反射、散射等原因使能量分散，從而降低聲能，這種現象叫聲能的衰減。另一類是由于媒質的吸收將聲能轉換成熱能使聲能減小，這種現象叫做聲能的吸收。
聲波從振動物體發出來通過媒質傳播。物體的振動有快有慢，所以聲波的頻率有高有低，人耳并不是對所有的聲音都能聽到，而是只能聽到20赫到2萬赫的聲音范圍。在自然界中低于20赫的聲音也是存在的，但它們不能引起人們的聽覺。低于20赫的聲叫次聲，高于2萬赫的聲叫超聲，次聲對人體有害。自然界中只有人的聽力范圍是20赫到2萬赫之間，有些動物的聽力范圍比人寬，有的比人窄，青蛙只能聽到50赫至1萬赫，狗的聽力范圍是15赫至5萬赫，有些聲音人是聽不到的，狗能聽到。地震前狗的反應異常，就是有些聲音狗能聽到，所以人類觀察狗的反應來預測地震，人們還用狗狩獵、偵察等。
人耳聽聲音的頻率范圍是20~20000赫，人耳聽聲音的強度也有一個范圍，即最小聲和最大聲。
聽閾、痛閾
在可聽聲范圍內能夠引起聽覺最小聲音的強度叫作人耳的聽閾，當聲音增大時，大到某一個值時會引起人耳疼痛的感覺，這個引起疼痛感覺的最小聲音的強度值叫做人耳的痛閾。痛閾對于不同頻率的聲波并不都一致，聽閾值與頻率關系曲線叫做聽閾曲線，痛閾與頻率的關系曲線叫做痛閾曲線。聽覺的頻率范圍和強度范圍所包圍的區域稱為聽覺的區域。
聲調、響度和音色
聲音有三個基本特征；一是頻率，專指基音頻率；二是振幅；三是倍頻成份，又稱諧波成份。
基音頻率給人耳的感覺是音調的高低，頻率低時音調低，頻率高時音調高。
振幅的大小給人耳以聲音強弱的感覺，振幅大時聲音強，振幅小時聲音弱，聲源發出的強弱叫做聲強，聲強是描述聲音強弱的客觀指標，而把人耳對聲音強弱的主觀感覺叫響度，是對聲音強弱感覺的主觀指標。
倍頻成份決定著聲音的品色，是人耳區別基頻相同（音調相同）、振幅相同（聲強相同）的兩個聲音的主觀能力，即區別不同倍頻成份的主觀感覺。
基音頻率、振幅（或聲強）、倍頻成份是聲音的客觀特性。而音調（Pitch）、響度（Londness）、音色（Tone Quality）則是聽覺的主觀特性，是人耳對聲音、客觀特性的主觀感覺或反映，兩者是不同的，但又是緊密關聯的。
耳的構造及傳聲特性
人耳由外耳、中耳、內耳三個部份組成。
外耳由耳廓、耳道、鼓膜三個部份組成。
耳廓：即耳殼。由耳輪、耳甲腔、耳屏、對耳屏、耳垂六個部份組成。
耳廓有收集聲音的作用。
耳道：其形狀因人而異。有的是窄縫，有的是園管狀，耳道的外側部份是軟骨包繞的，內側部份是骨包繞。
外耳道的平均長度為2.5厘米。一端開口于耳甲腔，另一端為鼓膜所封閉。根據聲學共鳴原理，一端開口、一端封閉的管子都有一定的共振特性，其共振頻率與管的長度有關，長者共振頻率低，短者共振頻率高。根據物理學四分之一波長共振原理，管長乘以4剛好等于共振波的波長。如管長2.5厘米，共振頻率的波長是10厘米。如果按每秒344米/秒的聲速計算，共振頻率為3440赫茲。由于外耳道終端負載是彈性骨膜，是非堅硬面，又因為外耳道呈S形的彎曲管道而不是直管，加上耳甲腔也有共振效應，外耳到的實際共振頻率不是344赫，但其共振頻率的范圍應在2600與4000赫之間。各種因素綜合起來，耳殼和外耳道使鼓膜處有10~17分貝的聲壓凈增量，耳道共鳴有助于提高語言清晰度。
中耳由鼓膜、三塊聽小鼓及卵園窗組成。鼓膜是外耳和中耳的邊界，連接鼓膜的是槌骨，連接卵園窗的是蹬骨，砧骨連接槌骨和蹬骨，卵園窗是中耳與內耳的邊界。由于鼓膜比卵園窗大17倍，所以由鼓膜處的聲壓傳到卵園窗增加了很多倍，像穿高跟鞋一樣，由于鞋跟細小經常把地面和地板踩出坑來，而穿平跟鞋的人不會把地面踩出坑來。又由于槌骨柄與砧骨長突的長度比是1.3：1，根據杠桿學原理振動傳至砧骨長突時，振幅減小但力量加大，增加的多少取決于臂長短之比，因此聲壓傳至卵園窗時借助于杠桿作用而增加1.3倍。在中耳由于鼓膜比卵園窗大17倍（相當于電學里的變壓器效應）加上砧骨和槌骨的杠桿作用使聲壓增益為17×1.3=22倍，又加上蹬骨的活塞作用導致內耳的液體在開始運動前就放大了800多倍。下圖為鼓膜與卵園窗、槌骨與砧骨大小比例示意圖。
內耳：
內耳主要是耳蝸（在內耳迷路除耳蝸外還有前庭系），包括球囊、橢園囊及三個半規管。
耳蝸內的螺旋器其毛細胞連接于螺旋神經節的神經纖維，該神經節的向心纖維組成聽神經進入延髓，經腦干循一定路線上行直到大腦顳頁皮層。這些相當長的神經通路也叫神經傳遞系統。
外耳把聲傳到鼓膜，鼓膜的振動又通過聽骨鏈傳到卵園窗，卵園窗推動內耳的淋巴液振動，液體的振動使埋在液體里的毛細胞跟著擺動，毛細胞的擺動變成神經沖動，由根部的神經一直傳到大腦，當神經沖動傳到大腦時人才真正地感覺到聲音。
腦具有聲音的記憶中樞，人類幾乎從一生下來就開始積累聲音；當這個中樞受損或毀壞時就呈現出所謂的聽覺失辯證，這種患者能夠聽，但聲音不再具有什么意義。正常人能分辯幾千萬個聲音，耳聾以后就分辯不了這么多了。
聲壓、聲壓級 （Sound Pressure Level）
我們生活在一個標準大氣壓下，當聲波的疏密波傳來時，疏波的壓強就稍低于1個大氣壓，密波的壓強就稍高于1個大氣壓。聲音就是大氣壓下壓強的波動，這個壓強波動稱為聲壓。聲壓準確的定義是：有聲波時媒質中的壓力與靜壓的差值。單位為帕斯卡（Passcal），簡稱帕（Pa）。
1Pa=牛頓/米2
在老的聲學標準中用巴、微巴表示聲壓，現今的聲學標準已不再用，而改用帕（Pa），帕斯卡和微巴的換算關系如下：
1Pa=牛頓/米2=N/m2
1vb=達因/厘米2
1牛頓=1000000達因
1米=100厘米
1Pa=1牛頓/米2=1000000達因/（100厘米）2=1000000/100000達因/厘米2=10達因/厘米2
∴1Pa=10vb
聲壓級：聲壓與基準聲壓之比以10為底的對數乘以2。單位為貝爾，貝爾單位較大，常用貝爾的1/10稱為分貝爾，簡稱分貝（dB）
聲壓為 Lp=2lgP/Po 單位為貝爾
Lp=20lgP/Po 單位為分貝（dB）
Po為基準聲壓；在空氣中Po=20vPa，在水中Po=1vPa
Po=20vPa
=0.0002vb
聲功率、聲功率級
聲功率:單位時間內同過某一面積的聲能,單位為瓦(W).
聲功率很小，蟋蟀的叫聲的聲功率是10的負9次方瓦，在臺上演講的聲功率最多10的負4次方瓦，40萬人同時大聲講話的聲功率，如果不損耗，集中起來也只能點亮一只40W的燈泡。
聲功率級Sound Power Level
聲功率與基準聲功率之比的以10為底的對數，單位為貝（爾），B，但通常用dB為單位。
Lw=lg（W/Wo）
基準聲功率：Wo=1PW=（10的負12次方W）
聲強、聲強級 Sound Intensity
聲強：聲場中某點處與質點速度方向垂直的單位面積上，在單位時間內通過的聲能為瞬間聲強。
聲強級：聲強與基準聲強之比以10為底的對數，單位為貝爾。
基準聲強Io=1PW/m2=10的負12次方W/m2
Io是人耳剛剛能聽到的聲音，稱為聽閾的聲強；人耳感覺到聲音有感覺、不適、發癢、壓、痛的感覺，人耳可容忍的最高聲壓稱為感覺閾，感覺閾I=1W/m2=11w/m2。
人耳聽到的最小聲和最大聲之間相差10的12次方倍。事實上人耳不能把這樣一個范圍內的聲音由弱到強分辯出10的12次方個等級來。
為了度量不同聲音的相對強度，科學家研究了響的聲音與較弱的聲音的比率。科學家用的單位是分貝（decibel），deci是十分之一的意思，貝爾（bel）取自電話發明家亞力山大.格.貝爾(Bell)的姓。一個聲音比另一個聲音強十倍，就叫作10分貝，強度的10次冪項每增加一次，聲級就再增加10分貝，一個聲音是另一個聲音的1000倍，則強30分貝，一個聲音強達100，000倍，就是大50分貝，如此類推。分貝的度量，在聲音的物理學強度和聲音引起的主觀響度之間建立了粗略關系，近似3分貝的強度變化，會引起平常的人耳能感覺到的響度最小變化。在測量日常生活中的聲音時，零分貝代表正常人耳能聽到的最微弱的聲音，在130分貝以上，聲音使得人體痛苦難受。對于絕大多數人來說，談話的聲級為60~80分倍。
分貝和比值的換算
聲強約Li=10log10*I1/I0，聲壓級約Lp=20log10*P/P0
基準聲強I0=10的負12次方W/m2，基準聲壓P0=0.0002vb.
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比
|
Li
|
Lp
|
P1（vb）
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1:1
|
0dB
|
0dB
|
0.0002
|
|
2:1
|
3dB
|
6dB
|
|
|
3:1
|
4.8dB
|
9.6dB
|
|
|
4:1
|
6dB
|
12dB
|
|
|
5:1
|
7dB
|
14dB
|
|
|
6:1
|
7.8dB
|
15.6dB
|
|
|
7:1
|
8.5dB
|
17dB
|
|
|
8:1
|
9dB
|
18dB
|
|
|
9:1
|
9.5dB
|
19dB
|
|
|
10:1
|
10dB
|
20dB
|
0.002
|
|
100:1
|
20dB
|
40dB
|
0.02
|
|
1000:1
|
30dB
|
60dB
|
0.2
|
|
10000:1
|
40dB
|
80dB
|
2.0
|
|
100,000:1
|
50dB
|
100dB
|
20.0
|
|
1000000:1
|
60dB
|
120dB
|
200.0
|
|
10000000:1
|
70dB
|
140dB
|
2000.0
|
