Âm thanh

Âm thanh. Khi trống được đánh, mặt trống rung và dao động được truyền trong không khí dưới dạng sóng. Khi chúng đập vào tai, những sóng này tạo ra cảm giác âm thanh. Tuy nhiên, cũng có những âm thanh không thể nghe được: sóng hạ âm, dưới phạm vi nghe của con người và siêu âm ở trên phạm vi nghe của con người.

Các thuật ngữ được sử dụng trong nghiên cứu âm thanh

Âm học là khoa học về âm thanh và ảnh hưởng của nó đối với con người.

Sự ngưng tụ là một vùng trong sóng âm trong đó môi trường âm thanh dày đặc hơn bình thường.

Decibel (dB) là đơn vị dùng để đo cường độ của âm thanh. Âm 3.000 hertz 0 dB là âm thanh nhẹ nhàng nhất mà tai người bình thường có thể nghe thấy.

Tần số của âm thanh là số lượng sóng âm truyền qua một điểm nhất định trong mỗi giây.

Hertz là đơn vị dùng để đo tần số của sóng âm. Một hertz tương đương với một chu kỳ (rung động, hoặc sóng âm thanh) mỗi giây.

Cường độ của một âm thanh là thước đo sức mạnh của sóng.

Độ to đề cập đến mức độ mạnh của một âm thanh khi chúng ta nghe thấy nó.

Tiếng ồn là âm thanh khó chịu, khó chịu và mất tập trung.

Cao độ là mức độ cao hoặc thấp của âm thanh khi chúng ta nghe thấy nó.

Độ hiếm là một vùng trong sóng âm trong đó mật độ của môi trường âm thanh nhỏ hơn bình thường.

Tần số cộng hưởng là tần số mà một vật có thể dao động tự nhiên nếu bị nhiễu.

Môi trường âm thanh là chất mà sóng âm truyền đi. Ví dụ, không khí là một phương tiện âm thanh.

Chất lượng âm thanh hay còn gọi là âm sắc là một đặc trưng của âm thanh âm nhạc. Chất lượng âm thanh phân biệt giữa các nốt có cùng tần số và cường độ được tạo ra bởi các nhạc cụ khác nhau.

Siêu âm là âm thanh có tần số trên phạm vi nghe của con người - nghĩa là trên 20.000 hertz.

Bước sóng là khoảng cách giữa điểm bất kỳ trên sóng và điểm tương ứng trên sóng tiếp theo.

Về mặt kỹ thuật, âm thanh được định nghĩa là nhiễu động cơ học truyền qua môi trường đàn hồi - một vật liệu có xu hướng trở lại tình trạng ban đầu sau khi bị biến dạng. Môi trường không cần phải là không khí; kim loại, gỗ, đá, thủy tinh, nước và nhiều chất khác dẫn âm thanh, nhiều chất trong số đó tốt hơn không khí.

Có rất nhiều nguồn âm thanh tuyệt vời. Các loại quen thuộc bao gồm sự rung động của dây thanh âm của một người, dây rung động (piano, violin), một cột không khí rung động (kèn, sáo) và chất rắn rung động (cánh cửa khi ai đó gõ). Không thể liệt kê tất cả chúng, bởi vì bất cứ thứ gì gây nhiễu động cho môi trường đàn hồi (chẳng hạn như pháo nổ đối với không khí xung quanh) đều là nguồn phát ra âm thanh.

Âm thanh có thể được mô tả dưới dạng cao độ — từ tiếng ầm nhỏ của sấm sét ở xa đến tiếng vo ve the thé của muỗi — và âm lượng lớn. Tuy nhiên, sân và độ lớn là những phẩm chất chủ quan; chúng phụ thuộc một phần vào khả năng nghe của người nghe. Các chất lượng khách quan, có thể đo lường được của âm thanh bao gồm tần số và cường độ, có liên quan đến cao độ và độ to. Các thuật ngữ này, cũng như các thuật ngữ khác được sử dụng để thảo luận về âm thanh, được hiểu tốt nhất thông qua việc kiểm tra các sóng âm thanh và hành vi của chúng.

Tốc độ âm thanh ở nhiều phương tiện khác nhau
Vừa phải	Tốc độ tính bằng feet trên giây	Tốc độ tính bằng mét trên giây
Không khí ở 59 độ F. (15 độ C)	1.116	340
Nhôm	16.000	5.000
Gạch	11,980	3.650
Nước cất ở 77 độ F. (25 độ C)	4.908	1.496
Cốc thủy tinh	14,900	4,540
Nước biển ở 77 độ F. (25 độ C)	5,023	1.531
Thép	17.100	5.200
Gỗ (cây phong)	13.480	4.110

Nội dung

1. Sóng âm
2. Tốc độ âm thanh
3. Hành vi của sóng âm thanh
4. Chất lượng âm thanh
5. Môn lịch sử

Không khí, giống như mọi vật chất, bao gồm các phân tử. Ngay cả một vùng không khí nhỏ cũng chứa vô số phân tử không khí. Các phân tử chuyển động không đổi, chuyển động ngẫu nhiên và với tốc độ lớn. Chúng liên tục va chạm và bật lại từ nhau và tấn công và bật lại từ các vật thể tiếp xúc với không khí.

Một vật dao động sẽ tạo ra sóng âm trong không khí. Ví dụ, khi đầu trống bị đập bằng vồ, mặt trống rung và tạo ra sóng âm thanh. Mặt trống rung động tạo ra sóng âm thanh vì nó chuyển động luân phiên ra ngoài và vào trong, đẩy ngược lại, sau đó di chuyển ra xa không khí bên cạnh. Các phân tử không khí đập vào đầu trống trong khi nó đang di chuyển ra ngoài sẽ phục hồi từ nó với năng lượng và tốc độ lớn hơn năng lượng và tốc độ bình thường của chúng, khi nhận được một lực đẩy từ đầu trống. Các phân tử chuyển động nhanh hơn này di chuyển vào không khí xung quanh. Do đó, trong một khoảnh khắc, vùng cạnh đầu trống có nồng độ phân tử không khí lớn hơn bình thường — nó trở thành vùng nén. Khi các phân tử chuyển động nhanh hơn vượt qua các phân tử không khí trong không khí xung quanh, chúng sẽ va chạm với chúng và truyền thêm năng lượng của chúng.Vùng nén chuyển động ra ngoài khi năng lượng từ mặt trống rung động được truyền đến các nhóm phân tử ngày càng xa.

Các phân tử không khí va vào đầu trống khi nó đang di chuyển vào trong sẽ phục hồi từ nó với năng lượng và tốc độ thấp hơn bình thường của chúng. Do đó, trong một khoảnh khắc, vùng cạnh đầu trống có ít phân tử không khí hơn bình thường - nó trở thành vùng hiếm. Các phân tử va chạm với các phân tử chuyển động chậm hơn này cũng bật lại với tốc độ thấp hơn bình thường, và vùng hiếm chuyển động ra ngoài.

Bản chất sóng của âm thanh trở nên rõ ràng khi một biểu đồ được vẽ để thể hiện sự thay đổi nồng độ của các phân tử không khí tại một thời điểm nào đó khi các xung nén và phản ứng xen kẽ đi qua điểm đó. Biểu đồ cho một âm đơn thuần, chẳng hạn như âm được tạo ra bởi một âm thoa. Đường cong cho thấy sự thay đổi của nồng độ. Nó bắt đầu, tùy ý, vào một thời điểm nào đó khi nồng độ bình thường và một xung nén sắp xuất hiện. Khoảng cách của mỗi điểm trên đường cong so với trục hoành cho biết nồng độ thay đổi bao nhiêu so với bình thường.

Mỗi lần nén và lần nén sau tạo thành một chu kỳ. (Một chu kỳ cũng có thể được đo từ bất kỳ điểm nào trên đường cong đến điểm tương ứng tiếp theo.) Tần số của âm thanh được đo bằng chu kỳ trên giây, hoặc hertz (viết tắt là Hz). Biên độ là lượng lớn nhất mà nồng độ của các phân tử không khí thay đổi so với bình thường.

Bước sóng của âm là quãng đường mà nhiễu đi được trong một chu kỳ. Nó liên quan đến tốc độ và tần số của âm thanh bằng công thức tốc độ / tần số = bước sóng. Điều này có nghĩa là âm thanh tần số cao có bước sóng ngắn và âm thanh tần số thấp có bước sóng dài. Tai người có thể phát hiện âm thanh có tần số thấp nhất là 15 Hz và cao nhất là 20.000 Hz. Trong không khí tĩnh ở nhiệt độ phòng, âm thanh có các tần số này có bước sóng lần lượt là 75 feet (23 m) và 0,68 inch (1,7 cm).

Cường độ đề cập đến lượng năng lượng được truyền bởi nhiễu động. Nó tỷ lệ với bình phương của biên độ. Cường độ được đo bằng watt trên cm vuông hoặc decibel (db). Thang đo decibel được định nghĩa như sau: Cường độ 10-16 watt trên một cm vuông bằng 0 db. (Viết dưới dạng thập phân, 10-16 xuất hiện dưới dạng 0,0000000000000001.) Mỗi ​​lần tăng mười lần watt trên mỗi cm vuông có nghĩa là tăng 10 db. Do đó, cường độ 10-15 watt trên cm vuông cũng có thể được biểu thị bằng 10 db và cường độ 10-4 (hoặc 0,0001) watt trên cm vuông là 120 db.

Cường độ âm giảm nhanh khi khoảng cách từ nguồn tăng dần. Đối với một nguồn âm nhỏ thì năng lượng tỏa ra đều theo mọi phương, cường độ biến thiên nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn. Nghĩa là, ở khoảng cách hai feet từ nguồn, cường độ lớn bằng một phần tư so với ở khoảng cách một feet; ở độ cao ba feet, nó chỉ lớn bằng một phần chín bằng một feet, v.v.

Sân bóng đá

Pitch phụ thuộc vào tần số; nói chung, sự gia tăng tần số gây ra cảm giác cao độ tăng lên. Tuy nhiên, khả năng phân biệt giữa hai âm thanh có tần số gần nhau sẽ giảm ở phần trên và phần dưới của dải tần nghe được. Cũng có sự khác biệt giữa người này với người khác trong khả năng phân biệt giữa hai âm thanh có tần số rất gần giống nhau. Một số nhạc sĩ được đào tạo có thể phát hiện ra sự khác biệt về tần số nhỏ nhất là 1 hoặc 2 Hz.

Do cách thức hoạt động của cơ chế thính giác, cảm nhận về cao độ cũng bị ảnh hưởng bởi cường độ. Do đó, khi đưa một âm thoa dao động ở tần số 440 Hz (tần số của A cao hơn tần số giữa C trên đàn piano) thì sẽ nghe thấy một âm thấp hơn một chút, như thể âm thoa dao động chậm hơn.

Khi nguồn phát âm thanh đang chuyển động với tốc độ tương đối cao, người nghe đứng yên sẽ nghe thấy âm thanh có cao độ hơn khi nguồn đang chuyển động về phía mình và âm thanh có cường độ thấp hơn khi nguồn đang di chuyển ra xa. Hiện tượng này, được gọi là hiệu ứng Doppler, là do bản chất sóng của âm thanh.

Độ ồn

Nói chung, sự gia tăng cường độ sẽ gây ra cảm giác tăng âm lượng. Nhưng âm lượng không tăng tỷ lệ thuận với cường độ. Âm thanh có cường độ 50 dB có cường độ gấp mười lần cường độ của âm thanh có cường độ 40 dB nhưng chỉ lớn hơn hai lần. Độ ồn tăng gấp đôi khi cường độ tăng thêm 10 dB.

Độ ồn cũng bị ảnh hưởng bởi tần số, bởi vì tai người nhạy cảm với một số tần số hơn những tần số khác. Ngưỡng nghe — cường độ âm thanh thấp nhất sẽ tạo ra cảm giác thính giác cho hầu hết mọi người — là khoảng 0 dB trong dải tần từ 2.000 đến 5.000 Hz. Đối với các tần số dưới và trên phạm vi này, âm thanh phải có cường độ lớn hơn để nghe được. Vì vậy, ví dụ, âm thanh 100 Hz khó có thể nghe được ở 30 dB; âm thanh có tần số 10.000 Hz hầu như không nghe được ở 20 dB. Ở mức 120 đến 140 dB, hầu hết mọi người đều cảm thấy khó chịu về thể chất hoặc cảm giác đau thực sự, và mức cường độ này được gọi là ngưỡng đau.

Tốc độ của âm thanh phụ thuộc vào độ đàn hồi và mật độ của môi trường mà nó truyền qua. Nói chung, âm thanh truyền trong chất lỏng nhanh hơn trong chất khí và nhanh hơn trong chất rắn so với chất lỏng. Độ đàn hồi càng lớn và mật độ càng thấp thì âm truyền trong môi trường càng nhanh. Mối quan hệ toán học là tốc độ = (độ đàn hồi / mật độ).

Có thể thấy ảnh hưởng của độ đàn hồi và mật độ lên tốc độ âm thanh bằng cách so sánh tốc độ âm thanh trong không khí, hydro và sắt. Không khí và hydro có tính chất đàn hồi gần giống nhau, nhưng khối lượng riêng của hydro nhỏ hơn không khí. Do đó, âm thanh truyền trong hydro nhanh hơn (khoảng 4 lần) so với trong không khí. Mặc dù khối lượng riêng của không khí nhỏ hơn nhiều so với khối lượng riêng của sắt, nhưng tính đàn hồi của sắt lại lớn hơn rất nhiều so với không khí. Do đó, âm thanh truyền trong sắt nhanh hơn (khoảng 14 lần) so với trong không khí.

Tốc độ của âm thanh trong vật liệu, đặc biệt là trong chất khí hoặc chất lỏng, thay đổi theo nhiệt độ vì sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến mật độ của vật liệu. Ví dụ, trong không khí, tốc độ âm thanh tăng khi nhiệt độ tăng. Ở 32 ° F. (0 ° C.), Tốc độ âm thanh trong không khí là 1.087 feet / giây (331 m / s); ở 68 ° F. (20 ° C), tốc độ 1.127 feet / giây (343 m / s).

Thuật ngữ cận âm và siêu âm đề cập đến tốc độ của một vật thể, chẳng hạn như máy bay, liên quan đến tốc độ âm thanh trong không khí xung quanh. Tốc độ cận âm thấp hơn tốc độ âm thanh; tốc độ siêu thanh, trên tốc độ âm thanh. Một vật thể di chuyển với tốc độ siêu âm tạo ra sóng xung kích chứ không phải sóng âm thông thường. Sóng xung kích là một sóng nén, khi được tạo ra trong không khí, thường có thể nghe được như một tiếng nổ âm thanh.

Tốc độ của các vật thể siêu thanh thường được biểu thị bằng số Mach - tỷ số giữa tốc độ của vật thể với tốc độ âm thanh trong không khí xung quanh. Do đó, một vật thể đang di chuyển với vận tốc Mach 1 đang di chuyển với vận tốc âm thanh; với vận tốc Mach 2, nó đang truyền đi với tốc độ gấp đôi tốc độ âm thanh.

Giống như sóng ánh sáng và các sóng khác, sóng âm thanh bị phản xạ, khúc xạ và nhiễu xạ và thể hiện sự giao thoa.

Sự phản xạ

Âm thanh liên tục bị phản xạ từ nhiều bề mặt khác nhau. Phần lớn thời gian âm thanh phản xạ không được chú ý, bởi vì hai âm thanh giống hệt nhau truyền đến tai người cách nhau chưa đầy 1/15 giây không thể phân biệt thành âm thanh riêng biệt. Khi âm thanh phản xạ được nghe riêng biệt, nó được gọi là tiếng vang.

Âm thanh được phản xạ từ một bề mặt ở cùng một góc mà nó chạm vào bề mặt đó. Thực tế này làm cho nó có thể hội tụ âm thanh bằng các bề mặt phản xạ cong giống như cách mà gương cong có thể được sử dụng để hội tụ ánh sáng. Nó cũng giải thích cho các tác động của cái gọi là phòng trưng bày thì thầm, những căn phòng trong đó một từ thì thầm tại một điểm có thể được nghe thấy rõ ràng ở một số điểm khác khá xa, mặc dù nó không thể nghe thấy ở bất kỳ nơi nào khác trong phòng. (Statuary Hall of the United States Capitol là một ví dụ.) Phản xạ cũng được sử dụng để tập trung âm thanh trong một cái loa và khi gọi điện qua bàn tay khum.

Sự phản xạ của âm thanh có thể gây ra một vấn đề nghiêm trọng trong các phòng hòa nhạc và khán phòng. Trong một hội trường được thiết kế kém, từ đầu tiên của người nói có thể dội lại (vọng lại nhiều lần) trong vài giây, do đó người nghe có thể nghe thấy tất cả các từ của câu vang lên cùng một lúc. Âm nhạc có thể bị bóp méo tương tự. Những vấn đề như vậy thường có thể được khắc phục bằng cách phủ các bề mặt phản xạ bằng vật liệu hấp thụ âm thanh như rèm hoặc ngói tiêu âm. Quần áo cũng hấp thụ âm thanh; vì lý do này âm vang trong một hội trường trống hơn là trong một hội trường đầy người. Tất cả các vật liệu hấp thụ âm thanh này đều có dạng xốp; sóng âm thanh đi vào các không gian nhỏ đầy không khí sẽ nảy xung quanh chúng cho đến khi năng lượng của chúng được tiêu hết. Trên thực tế, họ đang bị mắc kẹt.

Sự phản xạ của âm thanh được một số loài động vật, đặc biệt là dơi và cá voi có răng, sử dụng để định vị bằng tiếng vang — định vị và trong một số trường hợp, xác định các đối tượng thông qua thính giác chứ không phải thị giác. Dơi và cá voi có răng phát ra những chùm âm thanh có tần số vượt xa giới hạn trên của thính giác con người, cao tới 200.000 Hz trong trường hợp của cá voi. Âm thanh có bước sóng ngắn bị phản xạ ngay cả từ các vật thể rất nhỏ. Một con dơi có thể xác định vị trí và bắt ngay cả một con muỗi trong bóng tối hoàn toàn. Sonar là một dạng định vị bằng tiếng vang nhân tạo.

Khúc xạ

Khi một sóng truyền từ vật liệu này sang vật liệu khác theo một góc, nó thường thay đổi tốc độ, làm cho mặt trước sóng bị uốn cong. Sự khúc xạ của âm thanh có thể được chứng minh trong phòng thí nghiệm vật lý bằng cách sử dụng một quả bóng hình thấu kính chứa đầy carbon dioxide để đưa sóng âm thanh đến tiêu điểm.

Nhiễu xạ

Khi sóng âm truyền xung quanh chướng ngại vật hoặc xuyên qua một khe hở của chướng ngại vật, mép của chướng ngại vật hoặc khe hở đóng vai trò như nguồn âm thứ cấp, phát ra các sóng có cùng tần số và bước sóng (nhưng có cường độ thấp hơn) như nguồn ban đầu. Sự lan truyền sóng âm ra khỏi nguồn thứ cấp được gọi là nhiễu xạ. Do hiện tượng này, âm thanh có thể được nghe thấy xung quanh các góc mặc dù thực tế là sóng âm thường truyền theo đường thẳng.

Sự can thiệp

Bất cứ khi nào các sóng tương tác, giao thoa xảy ra. Đối với sóng âm thanh, hiện tượng có lẽ được hiểu rõ nhất bằng cách suy nghĩ về lực nén và tác động hiếm của hai sóng khi chúng đến một thời điểm nào đó. Khi các sóng cùng pha để các lực nén và các tác động hiếm của chúng trùng nhau, chúng củng cố lẫn nhau (giao thoa có tính xây dựng). Khi chúng lệch pha nhau, do đó lực nén của một bên trùng với các tác động hiếm gặp của bên kia, chúng có xu hướng làm suy yếu hoặc thậm chí triệt tiêu lẫn nhau (giao thoa hủy diệt). Sự tương tác giữa hai sóng tạo ra một sóng kết quả.

Trong khán phòng, sự giao thoa triệt để giữa âm thanh từ sân khấu và âm thanh phản xạ từ các phần khác của hội trường có thể tạo ra những điểm chết trong đó âm lượng và độ trong của âm thanh đều kém. Sự giao thoa như vậy có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng các vật liệu hấp thụ âm thanh trên các bề mặt phản xạ. Mặt khác, nhiễu có thể cải thiện chất lượng âm thanh của khán phòng. Điều này được thực hiện bằng cách sắp xếp các bề mặt phản xạ sao cho mức độ âm thanh thực sự được tăng lên trong khu vực mà khán giả ngồi.

Sự giao thoa giữa hai sóng có tần số gần như nhưng không hoàn toàn bằng nhau tạo ra âm có cường độ tăng và giảm luân phiên, vì hai sóng liên tục trùng pha và lệch pha nhau. Các xung được nghe được gọi là nhịp. Các bộ chỉnh đàn piano sử dụng hiệu ứng này, điều chỉnh âm sắc của dây so với âm của một âm thoa tiêu chuẩn cho đến khi không còn nghe thấy nhịp đập nữa.

Âm thanh của một tần số thuần túy duy nhất được tạo ra bằng cách điều chỉnh dĩa và các thiết bị điện tử được gọi là bộ tạo dao động; hầu hết các âm thanh là sự pha trộn của các âm có tần số và biên độ khác nhau. Các âm do nhạc cụ tạo ra có một đặc điểm chung quan trọng: chúng có tính tuần hoàn, tức là các dao động xảy ra theo các kiểu lặp lại. Dấu vết của máy hiện sóng về âm thanh của một chiếc kèn cho thấy một mô hình như vậy. Đối với hầu hết các âm thanh không phải âm nhạc, chẳng hạn như tiếng bong bóng nổ hoặc tiếng người ho, dấu vết của máy hiện sóng sẽ hiển thị một hình răng cưa, không đều, cho thấy một mớ hỗn độn về tần số và biên độ.

Một cột không khí, như trong kèn trumpet và một dây đàn piano đều có một tần số cơ bản — tần số mà chúng rung động dễ dàng nhất khi chuyển động. Đối với một cột không khí dao động, tần số đó chủ yếu được xác định bởi chiều dài của cột. (Các van của kèn được sử dụng để thay đổi chiều dài hiệu dụng của cột.) Đối với một dây rung, tần số cơ bản phụ thuộc vào chiều dài của dây, độ căng của nó và khối lượng của nó trên một đơn vị chiều dài.

Ngoài tần số cơ bản của nó, một dây hoặc cột không khí rung động cũng tạo ra âm bội có tần số là bội số của tần số cơ bản. Chính số lượng âm bội được tạo ra và độ mạnh tương đối của chúng tạo ra âm sắc từ một nguồn nhất định cho chất lượng hoặc âm sắc đặc biệt của nó. Việc bổ sung thêm các âm bội khác sẽ tạo ra một mô hình phức tạp, chẳng hạn như dấu vết của máy hiện sóng đối với âm thanh của kèn trumpet.

Tần số cơ bản của một sợi dây dao động phụ thuộc như thế nào vào độ dài, lực căng và khối lượng của sợi dây trên một đơn vị độ dài được mô tả bằng ba định luật:

1. Tần số cơ bản của một sợi dây dao động tỉ lệ nghịch với chiều dài của nó.

Giảm một nửa chiều dài của dây rung thì tần số của nó sẽ tăng gấp đôi, tăng âm độ lên một quãng tám, nếu lực căng không đổi.

2. Tần số cơ bản của một sợi dây dao động tỷ lệ thuận với căn bậc hai của lực căng.

Tăng lực căng của dây rung thì tần số sẽ tăng lên; nếu lực căng tăng gấp bốn lần, thì tần số sẽ tăng gấp đôi, và cao độ tăng thêm một quãng tám.

3. Tần số cơ bản của một sợi dây dao động tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của khối lượng trên một đơn vị chiều dài.

Điều này có nghĩa là hai dây của cùng một chất liệu và có cùng độ dài và độ căng thì dây dày hơn có tần số cơ bản thấp hơn. Nếu khối lượng trên một đơn vị độ dài của một dây gấp bốn lần khối lượng của dây kia, thì dây dày hơn có tần số cơ bản bằng một nửa tần số của dây mỏng hơn và tạo ra âm thấp hơn một quãng tám.

Một trong những khám phá đầu tiên về âm thanh được thực hiện vào thế kỷ thứ sáu trước Công nguyên bởi nhà toán học và triết học người Hy Lạp Pythagoras. Ông lưu ý mối quan hệ giữa độ dài của một sợi dây rung và âm thanh mà nó tạo ra - cái mà ngày nay được gọi là định luật đầu tiên của dây. Pythagoras cũng có thể hiểu rằng cảm giác âm thanh là do rung động. Không lâu sau thời của ông, người ta nhận ra rằng cảm giác này phụ thuộc vào những rung động truyền trong không khí và chạm vào màng nhĩ.

Vào khoảng năm 1640, nhà toán học người Pháp Marin Mersenne đã tiến hành các thí nghiệm đầu tiên để xác định tốc độ âm thanh trong không khí. Mersenne cũng được ghi nhận là người đã khám phá ra định luật thứ hai và thứ ba của chuỗi. Năm 1660, nhà khoa học người Anh Robert Boyle đã chứng minh rằng việc truyền âm thanh cần một môi trường - bằng cách chỉ ra rằng tiếng chuông trong một cái lọ mà từ đó không thể nghe thấy tiếng chuông được bơm vào.

Ernst Chladni, một nhà vật lý học người Đức, đã thực hiện những phân tích sâu rộng về các rung động tạo ra âm thanh vào cuối những năm 1700 và đầu những năm 1800. Năm 1801, nhà toán học người Pháp Fourier đã phát hiện ra rằng những sóng phức tạp như những sóng được tạo ra bởi một sợi dây dao động với tất cả các âm bội của nó bao gồm một chuỗi các sóng tuần hoàn đơn giản.

Nhiều công việc về sóng nói chung đã được thực hiện trong thế kỷ 19. Thomas Young, một nhà vật lý người Anh, đã nghiên cứu đặc biệt về nhiễu xạ và giao thoa. Christian Johann Doppler người Áo đã hình thành mối quan hệ toán học giữa tần số sóng thực tế và tần số cảm nhận được khi nguồn sóng di chuyển so với người quan sát.

Wallace Clement Sabine, một nhà vật lý tại Đại học Harvard, đã đóng góp quan trọng vào sự hiểu biết về âm học vào cuối những năm 1890. Sabine được yêu cầu cải thiện âm thanh của giảng đường chính trong Bảo tàng Nghệ thuật Fogg của Harvard. Ông là người đầu tiên đo thời gian âm vang — mà ông thấy là 5 giây rưỡi trong giảng đường. Thử nghiệm đầu tiên với đệm ghế từ một nhà hát gần đó, và sau đó với các vật liệu hấp thụ âm thanh khác và các phương pháp khác, Sabine đã đặt nền tảng cho âm học kiến ​​trúc. Ông đã thiết kế Hội ​​trường Giao hưởng Boston (khai trương năm 1900), tòa nhà đầu tiên có hệ thống âm học được xây dựng một cách khoa học.

Trong nửa sau của thế kỷ 20, mức độ tiếng ồn ngày càng tăng trong thế giới hiện đại - đặc biệt là ở các khu vực thành thị - đã thúc đẩy một loạt các cuộc điều tra hoàn toàn mới, giải quyết phần lớn các tác động sinh lý và tâm lý của tiếng ồn đối với con người.