Ääni

Ääni on mekaanista aaltoliikettä tai mainitun aaltoliikkeen kuuloelinten kautta aiheuttama kuuloaistimus aivoissa. Ääniaalto etenee väliaineessa. Väliaine voi olla missä tahansa olomuodossa, kuten nesteenä, kaasuna, kiinteänä tai plasmana. Ääni ei etene tyhjiössä. Kaasuissa ja nesteissä etenee vain pitkittäinen aaltoliike, kiinteissä aineissa esiintyy myös poikittaisia aaltoja. Tieteellistä äänentutkimusta kutsutaan akustiikaksi.

Ääni voidaan havaita kuuloaistimuksena, tuntoaistimuksena tai mittaamalla. Ääntä hyödynnetään viestinnässä puheen muodossa.

Ultraäänen avulla suoritettavilla mittauksilla voidaan selvittää mm. paksuuksia, etäisyyksiä tai jonkin kohteen sijainti. Ultraääntä käytetään lämmönlähteenä hitsauksessa erityisesti muoveja hitsattaessa. Kaikuluotaimien toiminta perustuu ultraääneen.

Ääntä käytetään musiikissa ja laulamisessa taiteellista tai viihteellistä arvoa sisältävien kuuloaistimusten tuottamiseen. Taiteen piirissä ääniä voidaan myös koota äänimaisemiksi tai käyttää erilaisten taideteoksien elementteinä. Ympäristössä esiintyy myös erilaisia ei-toivottuja ääniä, joiden yleisnimitys on melu.

Äänen tuottaminen

Ääntä voi synnyttää massan, voiman, liikemäärän ja lämmön tuotto kaasuun tai nesteeseen. Kiinteään väliaineeseen ääntä voi synnyttää vain voiman tuotto. Yleisiä äänen syntytapoja ovat mekaaninen värähtely ja virtaukset. Ääntä voi syntyä erilaisten kemiallisten reaktioiden tai fysikaalisten ilmiöiden seurauksena, tai se voi olla ihmisten tai eläinten toiminnan tulosta. Ihminen tuottaa ääntä tarkoituksellisesti äänihuulten avulla. Ääntä tuotetaan myös erilaisten soitinten ja äänentoistolaitteiden avulla.

Äänen havaitseminen

Ääni voidaan havaita kuuloaistimuksena, tuntoaistimuksena tai erilaisten mittausten avulla. Äänen havaitsemista tutkitaan psykoakustiikassa.

Ihmiset ja useat eläimet havaitsevat ääntä kuulonsa avulla käyttäen korviaan, mutta matalat äänet voidaan myös tuntea värähtelynä.

Äänen vaimentaminen

Ääntä voidaan vaimentaa absorption tai vastakkaisvaiheisten aaltojen avulla.

Äänen fysikaaliset ominaisuudet

Äänen taajuus ja spektri

Pääartikkeli äänenkorkeus

Äänen taajuuden yksikkö on hertsi (Hz). Taajuus kertoo ääniaaltojen värähtelyjen lukumäärän sekunnissa. Mitä nopeammin ääniaallot värähtelevät, sitä korkeampana ääni kuullaan. Ihmiskorva on herkimmillään aistimaan ääniä 500–4 000 hertsin välillä. Ihmisen korva erottaa yleensä taajuuksia 20–20 000 Hz, ja ääniä, joiden taajuus on niiden yläpuolella, kutsutaan ultraääniksi. Ääniä, jotka ovat taajuudeltaan niin matalia, että ihmiskorva ei kykene niitä havaitsemaan, kutsutaan infraääniksi. Yleensä infraäänellä tarkoitetaan alle 20 hertsin taajuisia ääniä. — Pianon äänialue on n. 30–5 000 Hz.

Yleensä äänen spektri koostuu useista eri ääneksistä, mutta siniääneksen voidaan katsoa olevan "puhdas" ääni, jolla on vain yksi taajuus ja amplitudi.

Äänen voimakkuus

Pääartikkeli äänenpaine

Äänen voimakkuutta kuvataan äänenpaineen tai äänenpainetason avulla. Äänenpainetason yksikkö on desibeli (dB). Normaalikuuloisen ihmisen kuulokynnystaso, eli hiljaisin ääni, jonka hän kuulee, on 0–20 dB:n välillä. Metrin päästä kuunneltuna kuiskaus on noin 30 dB:n ja tavallinen puhe noin 60 dB:n tasolla.

Äänen nopeus

Pääartikkeli äänen nopeus

Äänen etenemisnopeuteen väliaineessa vaikuttavat monet seikat, kuten esimerkiksi väliaineen rakenne, olomuoto ja lämpötila. Äänennopeus 21 °C:n lämpöisessä ilmassa merenpinnan tasalla on 344 m/s ja 20 °C:n lämpöisessä vedessä 1 483 m/s. Kiinteissä aineissa äänennopeus on tyypillisesti välillä 2 000–10 000 m/s.

Äänen tallennus

Pääartikkeli: Äänen tallennus

Ääntä voidaan tallentaa usealla eri tavalla.

Katso myös

• Fonetiikka
  • Äännös
  • Äänne
  • Foneemi
• Äänentoisto
  • Äänenpakkaus
  • C-kasetti
  • CD-levy
  • MP3
• Vuotuinen festivaali "World of sound" Saint Petersburg, Venäjä