Innan vi går in på frågan, vad är ljud, är det lämpligt att fundera på hur uppstår ljud? Det som skapar och sänder ut ljud kallar vi en ljudkälla. Exempelvis en högtalare, någon som pratar eller sjunger, en motor som går och så vidare. Det som händer är att ljudkällan sätter luften i rörelse, en vågrörelse uppstår, dvs luft som svänger på olika sätt. Dessa svängningar kan ses som förtätningar och förtunningar i luften, dvs tryckvariationer i luften. Eftersom örat uppfattar dessa tryckvariationer och hjärnan via hörselnerven får en signal kan vi registrera, dvs höra, ljudet.
Vad är ljudvågor
På grund av att ljud har olika styrka och olika frekvenssammansättning kan vi skilja på olika typer av ljud.
• Ljudets styrka bestäms av tryckvariationernas amplitud och anges i enheten pascal [Pa]. När Du förflyttar Dig bort från en ljudkälla minskar ljudnivån, dvs amplituden sjunker. Det innebär, med andra ord att det vi vanligtvis kallar sänkt volym är sänkt amplitud, och höjd volym är höjd amplitud. I fig. 1 är amplituden för kurva 1 större än för kurva 3.
• Ljudets frekvens uttryckt i enheten hertz [Hz] är antalet perioder (svängningar) per sekund. Frekvens anger tonhöjd. Låg frekvens ger låg ton (baston) och hög frekvens ger en hög ton (diskantton). I fig. 1 är frekvensen för kurva 2 större än för kurva 1. När man anger frekvens (Hz) använder man prefixet k för tusen, dvs 1000 Hz är 1 kHz.
- Hörbart ljud för en människa har ett frekvensområde mellan ca 20 Hz – 20 kHz.
- Infraljud är frekvenser som är mindre än 22 Hz (*).
- Ultraljud är frekvenser som är större än 18 kHz. (*)
(*) Arbetsmiljöverkets/Arbetarskyddsstyrelsens definition.
Ljudvågens frekvens (f) och periodtid (T) har relationen:
• Ljudets våglängd (λ) anges i enheten meter [m]. I luft rör sig ljudet med en hastighet (c) av cirka 340 meter per sekund. Relationen mellan frekvens (f) och ljudhastigheten (c) uttrycks med ekvationen:
Om vi använder ekvationen får vi fram att:
- 100 Hz motsvarar en våglängd av ca 3,4 m
- 1000 Hz motsvarar en våglängd av ca 34 cm
- 10 kHz motsvarar en våglängd av ca 34 mm
Det är en bra kunskap att ha med sig vid ljudmätningar. Man inser nämligen att ju högre ljudets frekvens är, ju mindre föremål påverkar ljudets utbredning.
En ren ton har en s.k. sinusform enl. fig 1. Men ljudet är ju sällan en ren ton utan en mix av många olika toner och kan se ut som i figur 2. I till exempel industriell miljö är ljudet oftast sammansatt av en mängd olika toner och brus. Brus är ljud som innehåller alla frekvenser med en slumpartad styrkefördelning.
Utbredning i olika medier
Ljud kan färdas genom andra medier än luft. Ljud kan nämligen även fortplanta sig i alla medier som har en massa och är elastiska, det vill säga i gaser, vätskor och fasta material. Men ljudet kan också under sin utbredning byta överföringsmedium. Ett välbekant exempel på detta är för alla som bor i lägenhet när ljudet från grannens högtalaranläggning fortplantar sig i husets betongstomme och sedan via luften når ditt öra.
Så vad är ljud?
Om vi då sammanfattar ovanstående förklaring till ett kort svar får det bli att ljud är luftvibrationer som når din trumhinna.
.
