Lyd

Det finnes to utbredte definisjoner av lyd.

1. Lyd er hørselens oppfatning av trykkbølgene. Etter denne definisjonen er f.eks. infralyd og ultralyd som regel ikke lyd.
2. Lyd er trykkbølgene i seg selv. I bl.a. fysikkundervisningen brukes denne definisjonen.^[1][2][3][4]

De to definisjonene har bl.a. gitt opphav til kōanet «Hvis et tre faller i skogen og ingen hører det, lager det da en lyd?». Svaret avhenger av hvilken definisjon av lyd man velger å bruke.

Mennesker kan oppfatte lyd i frekvensområdet ca. 20 Hz til ca. 20 kHz. Dette avhenger imidlertid noe av lydstyrken (sterk lyd oppfattes over et større frekvensområde enn svak lyd), og ved hørselstap reduseres særlig evnen til å høre høye frekvenser. Luften kan transportere frekvenser lavere enn 20 Hz (infralyd) og høyere enn 20 kHz (ultralyd). Ultralyd kan ha frekvenser langt inn i MHz-området. Forskjellige dyr har vidt forskjellige frekvensgrenser for hørselen. Kattedyr og mange småpattedyr som smågnagere og flaggermus kan høre frekvenser høyt opp i ultralydområdet, men kan ikke høre de laveste frekvensene som mennesker kan oppfatte.^[5]

Lydens hastighet bestemmes av mediet den forplanter seg gjennom. Ved havets overflate og 20 ^oC forplanter lyden seg med ca. 340 m/s gjennom luften. Hastigheten påvirkes av lufttrykket, temperaturen og til dels av luftfuktigheten. Forskjellige frekvenser har forskjellige bølgelengder, da λ = v/f, hvor v er hastigheten, f frekvensen og λ bølgelengen. I allmennhet er lyd sammensatt av en mengde forskjellige frekvenser med individuelle lydstyrker og som alle kan endre seg over tid. En enkelt lyd kan fremstilles grafisk som et spektrum.

Den øvre grensen for lydens hastighet finner vi i hydrogen i fast form, hvor det er beregnet at den er omtrent 36,000 m/s (129,600 km/t).^[6][7]

Vitenskap om lyd kalles akustikk. Dette begrepet brukes også om hvordan lyd forplanter seg og reflekteres i forskjellige rom, en kan f.eks. si at et vanlig klasserom har «dårlig akustikk» for korpsøvelser.

Lydstyrken fra en kilde avtar med avstanden fra kilden fordi energien i bølgefronten fordeler seg over en stadig større flate. Lydenergien fra en punktformet kilde reduseres proporsjonalt med kvadratet av avstanden. Fra en linjeformet kilde (som en motorvei) reduseres lydenergien med avstanden. Hvis avstanden dobles, vil således lydenergien fra en enkelt bil (en tilnærmet punktformet lydkilde) reduseres til ca. 1/4, mens lydenergien fra motorveien blir omtrent halvert. Men noe lydenergi blir også absorbert, særlig hvis en f.eks. setter opp en støyskjerm foran kilden. I praksis vil derfor lydenergien som regel avta mer enn regnestykkene ovenfor viser. De høye frekvensene (dvs. den mest kortbølgede lyden) absorberes mest. Derfor høres fjern lyd dypere (mer basspreget) enn lyd fra en mer nærliggende kilde. Dette er svært iørefallende når f.eks. et tordenvær nærmer seg.

Lyd sett som fysiske svingninger i et elastisk medium, altså uavhengig av hørsel, forefinnes også i andre gasser enn luft, i væsker og i faste stoffer. Hver av disse oppviser sin egen lydhastighet og egendempning.

Ultralydapparater brukes for avbilding av blant annet kroppens indre organer og fostere, og er således viktige diagnostiske verktøy. Den samme teknikken brukes med ekkolodd i båter for å måle avstanden til sjøbunnen og for å se fisk.

Lydens bølgenatur tilsier at den kan reflekteres (ekko) og absorberes (akustikkplater). Flere lydsignaler som blandes kan dempes eller økes på grunn av interferens, jf. svevning.

Den primære måleenheten for lydstyrken er Pascal, Pa, som også er den generelle måleenheten for alle slags trykk. Lydens styrke kan også uttrykkes som lydstyrkenivå, eller lydnivå, i desibel, dB, relativt til en standardisert referanse, en lydstyrke på 20 μPa. Lydeffektnivå, Lw, fra en lydkilde er definert som: Lw= 10xlog (W/W0), der W gir lydeffekt i Pascal (Pa).

Hørbar lyd er svært viktig for mennesket som for mange dyr – særlig pattedyr, men også andre virveldyr og f.eks. en del insekter. Den utgjør den aller viktigste kommunikasjonskanalen mellom oss mennesker (mellom individer eller fra en taler/sanger til flere tilhørere) i form av tale/sang eller annen stemmebruk. I tillegg informerer den oss om viktige deler av omgivelsene våre. Av den grunn skiller vi mellom svært mange slags lyder som har fått egne navn, som tale, musikk, støy, fuglekvitter, bekkesus, smell, ekko, piping, uling, rentone, during, ungeskrik, torden.

Fordi vi er blitt utstyrt med to ører kan vi oppfatte andre aspekter ved lyden vi hører enn bare innholdet. Den viktigste tilleggsegenskapen er at vi kan lokalisere lydens innfallsretning. Hjernen prosesserer også lyden for å gi oss videre utvidete muligheter. Den viktigste av disse er den såkalte cocktailparty-effekten. Den gjør oss i stand til å følge en selvvalgt, enkelt konversasjon i et rom hvor flere konversasjoner er i gang samtidig. Ved hørselstap på ett øre mister vi denne evnen til å skille konversasjonene fra hverandre.

Fenomenet lyd utnyttes av forskjellige dyrearter, ikke bare til ren kommunikasjon. Flaggermusen er et kjent eksempel: Den bruker lyd som avbildende instrument, med munnen som kilde for ultralyd og en nøyaktig, hurtig analyse av ekkoet. Lyder er ofte avslørende og fanger interessen for rovdyr, som ved at mus blir funnet av katter på grunn av rasling i løv. Sangen til hannene av løvgresshopper bringer kjønnene sammen, men kan også ha andre virkninger. Den australske løvgresshoppen Chlorobalius leucoviridis kan lage lyder som til forveksling ligner på dem som kommer fra kjønnsmodne hunner av sikader i Cicadini-gruppen, selv om løvgresshopper og sikader har vidt forskjellige lydorganer. Hannlige sikader blir lurt av den falske sikadesangen, lokkes bort til løvgresshoppen – og blir spist.^[8]

• Ultralyd
• Infralyd
• Hypersonisk lyd
• Akustikk
• Svevning
• Lydbølge
• Støyforurensning
• Filmlyd
• Sneglehuset
• Hørsel