Нагрузил по самое "не могу"? Спокойно. Страшные термины позади, теперь осталось самое простое. Три цифры, подсчёт которых не проще школьной формулы s=v*t. Частота волны, длина волны и скорость волны. Частота - логика подсказывает, что это то количество колебаний, которое волна делает в секунду. Единственная поправка здесь - поскольку волна идёт туды-сюды, мы как бы хватаем её за одну точку и смотрим, сколько в ней раз она будет колебаться (в остальных будет так же). Тоже меряется в тех же герцах. Длина волны - тоже логика подсказывает, что это то расстояние, за которое колеблющаяся точка вернётся в то же самое положение. По-умному - это минимальное расстояние между двумя фронтами волны. Обозначается буквой "лямбда". Да, та самая, которую создатели одной (сами знаете, какой) игрушки обозвали периодом полураспада. Лямбдой обозначают длину волны! Измеряется в метрах. О периоде полураспада если разговор и будет, то в самом-самом конце. Ну а скорость, как уже можно догадаться, - это скорость распространения этого самого фронта волны. Ну и отсюда получаем: v = лямбда * ню. v - скорость волны, лямбда - длина волны, ню - частота (пишется почти как v, поэтому пишу русскими буквами, дабы не путать).
Выходим на финишную прямую! Остался лишь один звук. В широком и заумном смысле - это механические колебания частиц и давления, распространяющиеся в упругих средах, газах, жидкостях и твёрдых телах. Сам не понял, что написал. В узком смысле - это механические колебания, частота которых составляет от примерно 16 Гц до 20 кГц (килогерц, то есть 20 000 Гц), которые воспринимает слуховой аппарат человека. Три его основных характеристики: скорость, громкость и высота. Скорость, поскольку звук - это волна, ничем не отличается от скорости другой волны. Вообще говоря, она зависит от среды (ну уж точно не от понедельника или четверга), в которой звук распространяется. Чем плотнее среда, тем больше скорость. В воздухе это примерно 331 км/с, в воде - 1348 км/с (если вода идеально чистая; если она тёплая, солёная или на большей глубине - скорость будет расти), в твёрдом теле звук распространяется ещё быстрее и сложнее - там появляются ещё поперечные звуковые волны, с которыми мне совершенно не хочется никого знакомить. Громкость звука в основном зависит от его амплитуды, ну а высота - от частоты. Выше частота - выше звук. (В музыкальных инструментах получается как раз от колебаний струны - но, как сильно струну ни дёргай, звук будет тихим - с малой амплитудой. Для того чтобы его стало слышно лучше, используется резонанс: так, в акустических гитарах это специальное отверстие, вырезанное в корпусе, размеры его специально рассчитаны так, чтобы звук, зайдя внутрь (а внутрь он зайдёт обязательно - он распространяется во все стороны!), стал поддерживать сам себя - то есть получается, что звук усиливается оттого, что частота его колебаний поддерживается им же - именно поэтому вступает в силу резонанс, и звук становится громче. В электрической гитаре хитрее: там используется несколько "звукоснимателей", "слышащих" струну каждый на отдельном её участке, эти звукосниматели превращают звук в электрический сигнал, который потом усиливается "начинкой" специального усилителя, после чего все полученные электрические сигналы складываются и превращаются обратно в звук - получаем то, что слышим из динамика. Именно из-за этого электрического преобразования электрогитара может звучать совершенно по-разному, от мягкого джаза до какого-нибущь жесточайшего punk-metal-death-hardcore.)
Ну и на закуску: те звуковые волны, что по частоте ниже тех, что мы слышим (0...20 Гц) - это инфразвук, выше 20 кГц - ультразвук. Ни то, ни другое мы не слышим, но воспринимать говорят, что можем. А некоторые животные слышат их, но глухи к некоторым нашим звукам. Вот такие дела.
Вкратце и поумнее: волна - это периодический процесс, распространяющийся в пространстве. Характеризуется частотой, длиной волны и скоростью. Признаки, по которым делят волны: по признаку распространения, по плоскости распространения, по геометрии распространения, соответственно: бегущая/стоячая, продольная/поперечная, плоская/сферическая/спиральная. Фронт волны - линия или поверхность, образованная частицами, колеблющимися в одной и той же фазе. Частота волны - количество полных колебаний в единицу времени (секунду), которые совершаются в той или иной точке пространства. Единица измерения - герц. Длина волны - минимальное расстояние между фронтами волны. Единица измерения - метр. Скорость волны - скорость распространения фронта волны. Единица измерения - метр в секунду. Звук в широком смысле - это механические колебания частиц и давления, распространяющиеся в упругих средах, газах, жидкостях и твёрдых телах, в узком смысле - механические колебания с частотой от 16 Гц до 20 кГц, воспринимаемые слуховым аппаратом человека. Скорость звука зависит от среды распространения - чем плотнее среда, тем выше скорость (в воздухе - 331 км/с, в воде - 1348 км/с), громкость зависит от амплитуды звука (чем больше - тем громче), высота - от частоты (чем больше - тем выше).
2. Молекулярная физика и термодинамика.
Всё, покончили с громадной механикой. Дальше будет покороче, хотя (скорее всего) и посложнее. Но прорвёмся.
В прошлом абзаце я неаккуратно выражался про частицы. Колеблющиеся частицы, частицы в среде... Что за частицы? Молекулярная физика зарывается настолько глубоко, что невооружённым глазом уже не увидишь ничего - в строение твёрдых тел, жидкостей и газов. Ещё какие-то древние чуваки решили договориться между умными сотоварищами, что все тела состоят из маленьких частиц - настолько крохотных, что, казалось бы, они ни на что больше не разделятся. В каком-то смысле так и оказалось - именно поведением этих составных частичек можно объяснить "жизнь" того или иного тела. Самых мелких стали называть атомами, а их группы - молекулами. Это не совсем точно, потому что бывает так, что молекула состоит из одного атома, то есть это получается одно и то же. Но так бывает не всегда. Основным подопытным кроликом будет именно молекула и всё, что с ней связано. Поскольку глазами их сумели увидеть только при помощи мощных микроскопов и не так давно (десятки лет назад), то всё их поведение описывали чисто теоретически, "наощупь". Считали, что все беды (и радости) происходят от движения молекул, поэтому обозвали всё это хозяйство молекулярно-кинетической теорией (МКТ). Здесь всё основывается на трёх вещах. Во-первых, как я уже сказал, все тела считаются состоящими из молекул. Во-вторых, эти молекулы имеют какие-то размеры, и между ними есть промежутки. И, в-третьих, эти молекулы движутся, между ними есть силы притяжения и отталкивания. По размеру они настолько малы, что можно привести такое сравнение: молекул в одной песчинке примерно столько же, сколько песчинок на морском берегу. Наглядно такой набор можно представить так: взять мешок с шариками и всё время его трясти. Ясное дело, как плотно шарики ни упакуешь, какое-то "пустое" пространство между ними будет, они всё время двигаются и то приближаются друг к другу, то отталкиваются. Почему тогда тела не разваливаются? Если проводить полную аналогию с шариками - развяжешь мешок, и они все высыплются кто куда. Так-то оно так, да не совсем. Если перемешивать шарики в мешке - это получится что-то вроде сильно увеличенных молекул жидкости. А если рассыпать - то это получится как бы газ. (Чтобы получить твёрдое тело, надо внутри мешка все шарики ещё соединить прутиками друг с другом, чтобы прутики держали все шарики вместе.) Вот этот "мешок", или "прутики", которые держат молекулы вместе, образно можно назвать связью между молекулами. В реальности что-то похожее наблюдал товарищ по фамилии Броун - он видел в микроскоп, как мелкие частички вещества (не молекулы, конечно, но и не шарики - шарики шибко побольше будут) непрерывно хаотично движутся тудыть-сюдыть. Это потом назвали "броуновским движением" и решили, что молекулы двигаются точно так же - всё время, и несёт их чёрт-те куда.
