在弹性介质中，只要波源所激起的纵波的频率在20-20000 Hz之间，就能引起人的听觉，这一频率范围内的振动称为声振动，由声振动所激起的纵波称为声波。声波借助各种介质向四面八方传播。声波通常是纵波，也有横波，声波所到之处的质点沿着传播方向在平衡位置附近振动，声波的传播实质上是能量在介质中的传递。

声波是声音的传播形式，发出声音的物体称为声源。声波是一种机械波，由声源振动产生，声波传播的空间就称为声场。人耳可以听到的声波的频率一般在20Hz（赫兹）至20kHz之间。

声波可以理解为介质偏离平衡态的小扰动的传播。这个传播过程只是能量的传递过程，而不发生质量的传递。如果扰动量比较小，则声波的传递满足经典的波动方程，是线性波。如果扰动很大，则不满足线性的声波方程，会出现波的色散，和激波的产生。

声音始于空气质点的振动，如吉他弦、人的声带或扬声器纸盆产生的振动。这些振动一起推动邻近的空气分子，而轻微增加空气压力。压力下的空气分子随后推动周围的空气分子，后者又推动下一组分子，依此类推。高压区域穿过空气时，在后面留下低压区域。当这些压力波的变化到达人耳时，会振动耳中的神经末梢，我们将这些振动听为声音。

表示质点离开平衡位置的距离，反映从波形波峰到波谷的压力变化，以及波所携带的能量的多少。高振幅波形的声音较大；低振幅波形的声音较安静。

描述单一、重复的压力变化序列。从零压力，到高压，再到低压，最后恢复为零，这一时间的持续视为一个周期。如波峰到下一个波峰，波谷到下一个波谷均为一个周期。

声波的频率是指波列中质点在单位时间内振动的次数。以赫兹（Hz）为单位测量，描述每秒周期数。例如，440 Hz 波形每秒有 440 个周期。频率越高，音乐音调越高。

表示周期中的波形位置，以度为单位测量，共 360º。零度为起点，随后 90º 为高压点，180º 为中间点，270º 为低压点，360º 为终点。相位也可以弧度为单位。弧度是角的国际单位，符号为rad。

由于两条射线从圆心向圆周射出，形成一个夹角和夹角正对的一段弧。当这段弧长正好等于圆的半径时，两条射线的夹角的弧度被定义为1rad。当半径一定时，圆心角正比于弧长。于是，可以用弧长与半径的比值表示角度。而弧长与半径的国际单位都是m，在计算二者之比时要约掉，因此弧度制实质上就是用实数表示角度的单位制，单位rad纯粹是为了表述方便人为给出的。因此，在实际求解中符号rad一般直接省略。

表示具有相同相位度的两个点之间的距离，也是波在一个时间周期内传播的距离。以英寸或厘米等长度单位测量。波长随频率的增加而减少。

各种声源发生的频率千差万别，使得声波丰富多彩。例如小鼓的声波是每秒钟振动80-2000次，即频率为80-2000Hz；钢琴发声的频率范围是27.5-4096Hz；大提琴是40-700Hz；小提琴是300-10000Hz；笛子是300-16000Hz；男低音发声的频率范围是70-3200Hz；男高音为80-4500Hz；女高音是100-6500Hz；人们普通谈话的声波频率在200-800Hz之间。

许多动物不仅可以发出和接受声波，而且能够发出和接受超声波，有的还可以感受次声波。

在声波的频率范围内，发声的频率决定着音调的高低：频率高，音调也高，声音纤细；反之，频率低，音调也低，声音雄浑。

声波在不同的介质中传播速度显著不同。现在已经测得空气中常温常压下声波速度是344m/s，淡水中为1430m/s，海水中1500m/s，钢铁中5800m/s，铝中6400m/s，石英玻璃中5370m/s，而在橡胶中仅为30-50m/s。

介质的温度、压力变化，声速也随着改变。通常所指的常温是指20℃时的气温，当气温降到零度，声波在空气中传播的速度则将为331.5m/s，而气温每升高1℃，声速就增加0.607m/s。

声音的大小与声源振动的强弱有关。声波的连续振动，使空气分子不断交替的压缩和松弛，使大气压迅速产生起伏，这种气压的起伏部分，就称为声压。声压大，声音就强；声压小，声音则弱。音量的大小除了与声压有关，还与声强和声功率有关。声强是在声波传播的方向上，单位时间内通过单位面积的声能量；声功率是声源在单位时间内辐射出来的总能量。音量与声强和声功率均成正比关系。

音量的大小通常以分贝为单位来衡量。人耳刚能听见的声强是0分贝，普通谈话的声强是60-70分贝，凿岩机、球磨机的声强为120分贝，而使人耳产生疼痛感觉的声强是120分贝。

根据声波频率的不同，可以分为以下几类：

频率低于20Hz的声波称为次声波或超低声；

频率20Hz~20kHz的声波称为可闻声；

频率20kHz~1GHz的声波称为超声波；

频率大于1GHz的声波称为特超声或微波超声。

除了空气，水、金属、木头等弹性介质也都能够传递声波，它们都是声波的良好介质。在真空状态中因为没有任何弹性介质，所以声波就不能传播了。

在两个或更多声波相遇时，它们会彼此相加或减去，相互影响叠加，这种现象称为波的干涉。如果它们的波峰和波谷完全同相，则互相加强，因此产生的波形的振幅高于任何单个波形的振幅。如果两个波形的波峰和波谷完全异相，则会相互抵消，导致完全没有波形。

然而，在大多数情况下，各种声波会存在不同程度的异相，产生比单个波形更复杂的组合波形。例如，表示音乐、语音、噪声和其他声音的复杂波形结合了各种声音的波形。因为其独特的物理结构，单个乐器可以产生极复杂的声波。这就是小提琴和小号即使演奏相同音符但听起来不同的原因。

一个声音在传播过程中将越来越微弱，这就是声波的衰减。造成声波衰减的原因有以下三个：

1、几何衰减

物体振动发出的声波向四周传播，声波能量逐渐扩散开来。能量的扩散使得单位面积上所存在的能量减小，听到的声音就变得微弱。几何衰减也叫作球面扩散衰减。

2、经典吸收

声波在固体介质中传播时，由于介质的粘滞性而造成质点之间的内摩擦，从而使一部分声能转变为热能；同时，由于介质的热传导，介质的稠密和稀疏部分之间进行热交换，从而导致声能的损耗，这就是介质的经典吸收现象。通常认为，吸收衰减与声波频率的一次方、频率的平方成正比。

3、分子弛豫吸收

当声波通过介质时，会打破介质内部与外部自由度能量之间的平衡状态，导致内、外自由度能量的重新分配，建立新平衡状态，这一过程成为弛豫过程。建立平衡的过程是不可逆过程，因而伴随着熵的增长，导致有规的声能向无规的热能转化，即声波的弛豫吸收。

2020年10月，英国科学家在最新一期《科学进展》杂志中指出，他们发现了声波迄今最大速度上限：约36千米/秒。

接收器可记录到从地下介质传播而来的声波，通过分析接收到的声波走时、相位、振幅等动力学特征，可以得到介质的物理性质和力学特征，研究地球的内部物质组成和结构。如建筑工程学中的岩体声波探测技术，油气勘探中的声波测井，地球内部分层的研究。

此外超声波和次声波由于其特有的性质，还具有其他特殊的用途。

1、超声波在媒质中传播时能量很大，引起介质微粒剧烈震动，利用这种现象可以制成各种器具。用超声波把治疗气喘用的药液击碎成很细的雾状液滴，药液就更容易进入气管的深部，疗效大大提高。

2、利用超声波可以把已封装的罐头食品消毒，细菌在超声波的作用下，因经受不起剧烈振动被“肢解”而死。

3、用超声波处理酒类，能使酒类很快陈华；用超声波处理刚放上盐的猪肉，只要一小时，就可获得酿制15天左右的效果；经过超声波处理的种子，可提高发芽率，收成也增加。这是由于超声波传播时，由于介质的分子振动引起化学反应或改变分子排列，从而改变物质的某些性质。

1．研究自然次声的特性和产生机制，预测自然灾害性事件。例如台风和海浪摩擦产生的次声波，由于它的传播速度远快于台风移动速度，因此，人们利用一种叫“水母耳”的仪器，监测风暴发出的次声波，即可在风暴到来之前发出警报。利用类似方法，也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害。

2．通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性，可探测某些大规模气象过程的性质和规律。如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等。

3．通过测定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声的特性，可以了解人体或其他生物相应器官的活动情况。例如人们研制出的“次声波诊疗仪”可以检查人体器官工作是否正常。

4．次声在军事上的应用，利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器，次声武器——般只伤害人员，不会造成环境污染。

盛夏来临，又到了各种驱蚊产品“大显神通”的时候。驱蚊手机软件最近成为网上的一大热门，据说这种软件能发出不同的驱蚊声波，赶走叮人的蚊子，有些产品甚至可以利用超声波来驱蚊，这种宣称“纯天然”“没有安全隐患”的方法吸引众人纷纷下载。可是，声波驱蚊产品真的有效果吗？这些产品的原理是什么？

据《长沙晚报》报道，雄蚊仅靠花蜜、植物汁液等营养就足够，不吸血；而雌蚊必须吸取人畜的血液，才能孕育产卵；雄蚊子的翅膀在抖动时会不断发出求偶的声波，但已经受孕的雌蚊因为不想重复受孕，便会竭力回避雄蚊。驱蚊器就是利用这个原理，模拟雄蚊飞行时震动翅膀所发出声音的频率来吓走雌蚊，达到驱蚊效果。此外，还有另一类声波驱蚊产品利用的是超声波。据东方网介绍，蚊子的天敌蝙蝠会发出超声波，蚊子一听到就会吓跑。

那么，用软件模拟雄蚊翅膀震动的声波或者模仿蚊子天敌发出的超声波真的能驱蚊吗？答案是否定的。

首先，据《扬子晚报》报道，蚊子翅膀震动频率约在每分钟250~1000次范围内，具体频率与蚊子的种类有关，不同种类的蚊子数值有一定差异。所以即使某一频段的声波确实能驱除某种蚊子，也不可能对所有的蚊子有效。

其次，对于软件能模拟蚊子天敌所发出的超声波的说法，华龙网表示，大部分手机驱蚊软件都无法发出超声波，完全没有驱蚊效果，部分软件还会发出“嗡嗡”声和闪烁的蓝光，以期达到以假乱真的目的，实际只会让你的手机耗电量增加，驱蚊效果微乎其微。

这么看来，用声波驱蚊软件来驱蚊确实不靠谱，如果想要达到驱蚊效果，还是建议选择传统的驱蚊方式。