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聲學是研究彈性介質中聲波的産生、傳播、接收和各種聲效應的物理學分支學科。彈性介質包括氣體、液體和固體；聲波是指聲振動在彈性介質中引起介質質點在空間逐點振動的傳播現象。
就該詞的本義，係指任何與聽覺有關的事物。但依通常所用，其一係指物理學中關於聲音的屬性、産生和傳播的分支學科；其二係指建築物適合清晰地聽講話、聽音樂的質量。
聲音由物體（比如樂器）的振動而産生，通過空氣傳播到耳鼓，耳鼓也産生同率振動。聲音的高低（pitch）取决於物體振動的速度。物體振動快就産生“高音”，振動慢就産生“低音”。物體每秒鐘的振動速率，叫做聲音的“頻率”
聲音的響度（loudness）取决於振動的“振幅”。比如，用力地用琴弓拉一根小提琴弦時，這根弦就大距離地嚮左右兩邊擺動，由此産生強振動，發出一個響亮的聲音；而輕輕地用琴弓拉一根弦時，這根弦僅僅小距離左右擺動，産生的振動弱而發出一個輕柔的聲音。
較小的樂器産生的振動較快，較大的樂器産生的振動較慢。如雙簧管的發音比它同類的大管要高。同樣的道理，小提琴的發音比大提琴高；按指的發音比空弦音高；小男孩的嗓音比成年男子的嗓音高等等。製約音高的還有其他一些因素，如振動體的質量和張力。總的說，較細的小提琴弦比較粗的振動快，發音也高；一根弦的發音會隨着弦軸擰緊而音升高。
不同的樂器和人聲會發出各種音質（quality）不同的聲音，這是因為幾乎所有的振動都是復合的。如一根正在發音的小提琴弦不僅全長振動，各分段同時也在振動，根據分段各自不同的長度發音。這些分段振動發出的音不易用聽覺辨別出來，然而這些音都納入了整體音響效果。泛音列中的任何一個音（如G，D或B）的泛音的數目都是隨八度連續升高而倍增。泛音的級數還可說明各泛音的頻率與基音頻率的比率。如大字組“G”的頻率是每秒鐘振動96次，高音譜表上的“B”（第五泛音）的振動次數是5*96=480，即每秒鐘振動480次。
儘管這些泛音通常可以從復合音中聽到，但在某些樂器上，一些泛音可分別獲得。用特定的吹奏方法，一件銅管樂器可以發出其他泛音而不是第一泛音，或者說基音。用手指輕觸一條弦的二分之一處，然後用弓拉弦，就會發出有特殊的清脆音色的第二泛音；在弦長的三分之一處觸弦，同樣會發出第三泛音等。（在弦樂譜上泛音以音符上方的“o”記號標記。自然泛音“natural harmonics”是從空弦上發出的泛音；人工泛音“artificial harmonics”是從加了按指的弦上發出。）
聲音的傳播（transmission of sound）通常通過空氣。一條弦、一個鼓面或聲帶等的振動使附近的空氣粒子産生同樣的振動，這些粒子把振動又傳遞到其他粒子，這樣連續傳遞直到最初的能漸漸耗盡。壓力嚮鄰近空氣傳播的過程産生我們所說的聲波（sound waves）。聲波與水運動産生的水波不同，聲波沒有朝前的運動，衹是空氣粒子振動並産生鬆緊交替的壓力，依次傳遞到人或動物的耳鼓産生相同的影響（也就是振動），引起我們主觀的“聲音”效果。
判斷不同的音高或音程，人的聽覺遵守－條叫做“韋伯-費希納定律”(Weber-Fechner law）的感覺法則。這條定律闡明：感覺的增加量和刺激的比率相等。音高的八度感覺是一個2:1的頻率比。對聲音響度的判斷有兩個“極限點”：聽覺閥和痛覺閥。如果聲音強度在聽覺閥的極限點認為是1，聲音強度在痛覺閥的極限點就是1兆。按照韋伯-費希納定律，聲學家使用的響度級是對數，基於10:1的強度比率，這就是我們知道的1貝（bel）。響度的感覺範圍被分成12個大單位，1貝的增加量又分成10個稱作分貝（decibel）的較小增加量，即1貝＝10分貝。1分貝的響度差別對我們的中聲區聽覺來說大約是人耳可感覺到的最小變化量。
當我們同時聽兩個振動頻率相近的音時，它們的振動必然在固定的音程中以重合形式出現，在感覺上音響彼此互相加強，這樣一次稱為一個振差（beat）。鋼琴調音師在調整某一弦的音高與另一弦一致的過程中，會聽到振差在頻率中減少，直到隨正確的調音逐漸消失。當振差的速率超過每秒鐘20次，就會聽到一個輕聲的低音。
當我們同時聽兩個很響的音時，會産生第三個音，即合成音或引發音（combination tone或resultant tone）。這個低音相當於兩個音振動數的差，叫差音（difference tone）。還可以産生第四個音（一個弱而高的合成音），它相當於兩個音振動數的和，叫加成音（summation tone）。
同光綫可以反射一樣，亦有聲反射（reflection of sound)，比如我們都聽到過的回聲。同理，如果有阻礙物擋住了聲振動的通行會産生聲影（sound shadows）。然而不同於光振動，聲振動傾嚮於圍繞阻礙物“衍射”(diffract)，並且不是任何固體都能産生一個完全的聲影。大多數固體都程度不等地傳遞聲振動，而衹有少數固體（如玻璃）傳遞光振動。
共鳴（resonance）一詞指一物體對一個特定音的響應，即這一物體由於那個音而振動。如果把兩個調音相同的音叉放置在彼此靠近的地方，其中一個發聲，另一個會産生和應振動，亦發出這個音。這時首先發音的音叉就是聲音發生器（generator)，隨後和振的音叉就是共鳴器(resonator）。我們經常會發現教堂的某一窗戶對管風琴的某個音産生反應，産生振動；房間裏的某一金屬或玻璃物體對特定的人聲或樂器聲也會産生類似的響應。
從共鳴這個詞的嚴格科學意義說，這一現象是真正的共鳴（“再發聲”）。這一詞還有不太嚴格的用法。它有時指地板、墻壁及大廳頂棚對演奏或演唱的任何音而不局限於某個音的響應。一個大廳共鳴過分或是吸音過強（“太幹”)都會使表演者和觀衆有不適感（一個有回聲的大廳常被描述為“共鳴過分”，其實在單純的聲音反射和和應振動的增強之間有明確的區別）。混響時間應以聲音每次減弱60分貝為限（原始輻射強度的百萬分之一）。
墻壁和頂棚的製造材料應是既回響不過分又吸音不太強。聲學工程師已經研究出建築材料的吸音的綜合效能係數，但是吸音能力難得在音高的整體幅面統一貫穿進行。衹有木頭或某些聲學材料對整個頻率範圍有基本均等的吸音能力。放大器和揚聲器可以用來（如今經常這樣使用）剋服建築物原初設計不完善所帶來的問題。大多數現代大廳建築都可以進行電子“調音”，並備
有活動面板、活動天棚和混響室可適應任何類型正在演出的音樂。
聲學是研究媒質中聲波的産生、傳播、接收、性質及其與其他物質相互作用的科學。
聲學是經典物理學中歷史最悠久而當前仍在前沿的一個分支學科。因而它既古老而又頗具年輕活力。
聲學是物理學中很早就得到發展的學科。聲音是自然界中非常普遍、直觀的現象，它很早就被人們所認識，無論是中國還是古代希臘，對聲音、特別是在音律方面都有相當的研究。我國在3400多年以前的商代對樂器的製造和樂律學就已有豐富的知識，以後在聲音的産生、傳播、樂器製造、樂律學以及建築和生産技術中聲學效應的應用等方面，都有許多豐富的經驗總結和卓越的發現和發明。國外對聲的研究亦開始得很早，早在公元前500年，畢達哥拉斯就研究了音階與和聲問題，而對聲學的係統研究則始於17世紀初伽利略對單擺周期和物體振動的研究。17世紀牛頓力學形成，把聲學現象和機械運動統一起來，促進了聲學的發展。聲學的基本理論早在19世紀中葉就已相當完善，當時許多優秀的數學家、物理學家都對它作出過卓越的貢獻。1877年英國物理學家瑞利（Lord John William Rayleigh，1842～1919）發表巨著《聲學原理》集其大成，使聲學成為物理學中一門嚴謹的相對獨立的分支學科，並由此拉開了現代聲學的序幕。
聲學又是當前物理學中最活躍的學科之一。聲學日益密切地同聲多種領域的現代科學技術緊密聯繫，形成衆多的相對獨立的分支學科，從最早形成的建築聲學、電聲學直到目前仍在“定型”的“分子—量子聲學”、“等離子體聲學”和“地聲學”等等，目前已超過20個，並且還有新的分支在不斷産生。其中不僅涉及包括生命科學在內的幾乎所有主要的基礎自然科學，還在相當程度上涉及若幹人文科學。這種廣泛性在物理學的其它學科中，甚至在整個自然科學中也是不多見的。
在發展初期，聲學原是為聽覺服務的。理論上，聲學研究聲的産生、傳播和接收；應用上，聲學研究如何獲得悅耳的音響效果，如何避免妨礙健康和影響工作的噪聲，如何提高樂器和電聲儀器的音質等等。隨着科學技術的發展，人們發現聲波的很多特性和作用，有的對聽覺有影響，有的雖然對聽覺並無影響，但對科學研究和生産技術卻很重要，例如，利用聲的傳播特性來研究媒質的微觀結構，利用聲的作用來促進化學反應等等。因此，在近代聲學中，一方面為聽覺服務的研究和應用得到了進一步的發展，另一方面也開展了許多有關物理、化學、工程技術方面的研究和應用。聲的概念不再局限在聽覺範圍以內，聲振動和聲波有更廣泛的含義，幾乎就是機械振動和機械波的同義詞了。
自然界從宏觀世界到微觀世界，從簡單的機械運動到復雜的生命運動，從工程技術到醫學、生物學，從衣食住行到語言、音樂、藝術，都是現代聲學研究和應用的領域。
聲學的分支可以歸納為如下幾個方面：
從頻率上看，最早被人認識的自然是人耳能聽到的“可聽聲”，即頻率在20Hz～20000Hz的聲波，它們涉及語言、音樂、房間音質、噪聲等，分別對應於語言聲學、音樂聲學、房間聲學以及噪聲控製；另外還涉及人的聽覺和生物發聲，對應有生理聲學、心理聲學和生物聲學；還有人耳聽不到的聲音，一是頻率高於可聽聲上限的，即頻率超過20000Hz的聲音，有“超聲學”，頻率超過500MHz的超聲稱為“特超聲”，當它的波長約為10〈-8〉m量級時，已可與分子的大小相比擬，因而對應的“特超聲學”也稱為“微波聲學”或“分子聲學”。超聲的頻率還可以高10〈14〉Hz。二是頻率低於可聽聲下限的，即是頻率低於20Hz的聲音，對應有“次聲學”，隨着次聲頻率的繼續下降，次聲波將從一般聲波變為“聲重力波”，這時必須考慮重力場的作用；頻率繼續下降以至變為“內重力波”，這時的波將完全由重力支配。次聲的頻率還可以低至10－4Hz。需要說明的是，從聲波的特性和作用來看，所謂20Hz和20000Hz並不是明確的分界綫。例如頻率較高的可聽聲波，已具有超聲波的某些特性和作用，因此在超聲技術的研究領域內，也常包括高頻可聽聲波的特性和作用的研究。
從振幅上看，有振幅足夠小的一般聲學，也可稱為“綫性（化）聲學”，有大振幅的“非綫性聲學”。
從傳聲的媒質上看，有以空氣為媒質的“空氣聲學”；還有“大氣聲學”，它與空氣聲學不同的是，它主要研究大範圍內開闊大氣中的聲現象；有以海水和地殼為媒質的“水聲學”和“地聲學”；在物質第四態的等離子體中，同樣存在聲現象，為此，一門尚未成型的新分支“等離子體聲學”正應運而生。
從聲與其它運動形式的關係來看，還有“電聲學”等等。
聲學的分支雖然很多，但它們都是研究聲波的産生、傳播、接收和效應的，這是它們的共性。衹不過是與不同的領域相結合，研究不同的頻率、不同的強度、不同的媒質，適用於不同的範圍，這就是它們的特殊性。 | | shengxue
聲學
acoustics
物理學分支學科之一，是研究媒質中機械波的産生、傳播、接收和效應的科學。媒質包括物質各態（固體、液體和氣體等）,可以是彈性媒質也可以是非彈性媒質。機械波是指質點運動變化（包括位移、速度、加速度中某一種或幾種的變化）的傳播現象。機械波就是聲波。
歷史 聲音是人類最早研究的物理現象之一，聲學是經典物理學中歷史最悠久而當前仍在前沿的唯一分支學科。從上古起直到19世紀，都是把聲音理解為可聽聲的同義語。中國先秦時就說：“情發於聲，聲成文謂之音”，“音和乃成樂”。聲、音、樂三者不同，但都指可以聽到的現象。同時又說“凡響曰聲”，聲引起的感覺（聲覺）是響，但也稱為聲，與現代對聲的定義相同。西方也是如此，acoustics的詞源是希臘文akoustikos，意思是“聽覺”。世界上最早的聲學研究工作在音樂方面。《呂氏春秋》記載，黃帝令伶倫取竹作律，增損長短成十二律；伏羲作琴，三分損益成十三音。三分損益法就是把管(笛、簫)加長三分之一或減短三分之一，聽起來都很和諧,這是最早的聲學定律。傳說希臘時代,畢達哥拉斯也提出了相似的自然律(但是用弦作基礎)。中國1957年河南信陽出土的“□□”蟠螭文編鐘（圖1□□編鐘）是為紀念晉國於公元前 525年與楚作戰而鑄的。其音階完全符合自然律,音色清純,可以用來演奏現代音樂，這是中國古代聲學成就的證明。在以後的2000多年中，對樂律的研究有不少進展。明朝朱載□於1584年提出的平均律，與當代西方樂器製造中使用的樂律完全相同,但比西方早提出300年。古代除了對聲傳播方式的認識外，對聲本質的認識與今天的完全相同。在東西方，都認為聲音是由物體運動産生的，在空氣中以某種方式傳到人耳，引起人的聽覺。這種認識現在看起來很簡單,但是從古代人們的知識水平來看,卻很了不起。例如，很長時期內古代人們對日常遇到的光和熱就沒有正確的認識，一直到I.牛頓的時代對光還有粒子說和波動說的爭執，而粒子說取得優勢。至於熱，“熱質”說的影響時間則更長，直到19世紀後期，F.恩格斯還對它進行過批判。
對聲學的係統研究是從17世紀初伽利略研究單擺周期和物體振動開始的。從那時起直到19世紀,幾乎所有傑出的物理學家和數學家都對研究物體振動和聲的産生原理作過貢獻。聲的傳播問題則更早就受到註意,幾乎2000年前中國和西方都有人把聲與水面波紋相類比。1635年就有人用遠地槍聲測聲速，假設閃光傳播不需時間。以後方法不斷改進，到1738年巴黎科學院用炮聲測量，測得結果折合到0°C時，聲速為332m/s,與目前最準確的數值331.45m/s衹差1.5‰，這在當時“聲學儀器”衹有停表和人耳和情況下的確是了不起的成績。牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》中根據推理：振動物體要推動鄰近媒質，後者又推動它的鄰近媒質，等等，經過復雜而難懂的推導求得聲速應等於大氣壓與密度之比的二次方根。L.歐拉在1759年根據這個概念提出更清楚的分析方法，求得牛頓的結果。但是由此算出的聲速衹有288m/s，與實驗值相差很大。J.L.R.達朗伯於1747年首次導出弦的波動方程,並預言可用於聲波。直到1816年，P.S.M.拉普拉斯指出衹有在聲波傳播中空氣溫度不變時牛頓的推導纔正確，而實際上在聲波傳播中空氣密度變化很快，不可能是等溫過程，而應該是絶熱過程，因此，聲速的二次方應是大氣壓乘以比熱容比（定壓比熱容與定容比熱容的比）□ 與密度之比。據此算出聲速的理論值與實驗值就完全一致了。
直到19世紀末，接收聲波的儀器衹有人耳。人耳能聽到的最低聲強大約是10□W/m□(聲壓2□Pa),□ | | - n.: Acoustics, phonics, scientific study of sound
| | - n. acoustique
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