Zvukové vlny jsou tlakové vlny, které se šíří zemskou kůrou, vodními plochami a atmosférou. Přirozené zvukové frekvence udávají frekvenční atributy zvukových vln, které účinně vyvolají vibrace v tělese (např. v bubínku ucha) nebo které přirozeně vznikají vibracemi tohoto tělesa.
Zvukové vlny vznikají rozrušením, které se pak šíří prostředím (např. zemskou kůrou, vodou, vzduchem). Jednotlivé částice se nepřenášejí s vlnou, ale šíření vlny způsobuje, že částice (např. jednotlivé molekuly vzduchu) kmitají kolem rovnovážné polohy.
Každý objekt má jedinečnou vlastní frekvenci kmitání. Vibrace mohou být vyvolány přímým násilným rozrušením objektu nebo násilným rozrušením prostředí, které je v kontaktu s objektem (např. okolní vzduch nebo voda). Po vybuzení se všechny takové vibrátory (tj. vibrující tělesa) stávají generátory zvukových vln. Například při pádu kamene podléhá okolní vzduch a dopadající kůra sinusovým oscilacím a generuje zvukovou vlnu.
Vibrační tělesa mohou také zvukové vlny pohlcovat. Vibrující tělesa však mohou účinně kmitat pouze při určitých frekvencích, které se nazývají vlastní frekvence kmitání. V případě ladičky, pokud má putující sinusová zvuková vlna stejnou frekvenci jako zvuková vlna přirozeně vznikající při kmitání ladičky, může putující tlaková vlna vyvolat kmitání ladičky na této konkrétní frekvenci.
Mechanická rezonance nastává při působení periodické síly o stejné frekvenci, jako je vlastní frekvence kmitání. V souladu s tím, jak kolísání tlaku v rezonanční putující zvukové vlně dopadá na hroty vidličky, působí na hroty postupné síly ve vhodných intervalech, které vyvolávají generování zvuku na přirozené vibrační nebo přirozené zvukové frekvenci. Pokud rezonanční putující vlna nadále působí silou, amplituda kmitání ladičky se zvětšuje a zvuková vlna vycházející z ladičky sílí. Pokud jsou frekvence v rozsahu lidského sluchu, bude se zdát, že zvuk je stále hlasitější. Zpěváci jsou schopni rozbít sklo hlasitým zpěvem tónu o přirozené vibrační frekvenci skla. Vibrace vyvolané ve skle mohou být tak silné, že sklo překročí svou mez pružnosti a praskne. K podobným jevům dochází i v horninách.
Všechny předměty mají vlastní frekvenci nebo soubor frekvencí, na kterých vibrují.
Zvukové vlny se mohou zesilovat nebo rušit v souladu s principem superpozice a bez ohledu na to, zda jsou navzájem ve fázi nebo mimo fázi. Vlny všech forem mohou podléhat konstruktivní nebo destruktivní interferenci. Zvukové vlny také vykazují Dopplerův posun – zdánlivou změnu frekvence v důsledku relativního pohybu mezi zdrojem zvukové emise a místem příjmu. Když se zvukové vlny pohybují směrem k pozorovateli, Dopplerův jev posouvá pozorované frekvence výše. Když se zvukové vlny pohybují směrem od pozorovatele, Dopplerův jev posouvá pozorované frekvence níže. Dopplerův jev lze běžně a snadno pozorovat při průletu letadel, vlaků a automobilů.
Rychlost šíření zvukové vlny závisí na hustotě přenosového prostředí. Přenosu zvuku mohou bránit povětrnostní podmínky (např. teplota , tlak, vlhkost atd.) a některé geofyzikální a topografické prvky (např. hory nebo kopce). Změny zvukových vln způsobené běžně se vyskytujícími meteorologickými podmínkami jsou obecně zanedbatelné s výjimkou případů, kdy se zvukové vlny šíří na velké vzdálenosti nebo vycházejí z vysokofrekvenčního zdroje. V extrémních případech mohou atmosférické podmínky ohýbat nebo měnit přenos zvukových vln.
Rychlost zvuku procházejícího tekutinou – v této definici „tekutiny“ jsou zahrnuty i atmosférické plyny – závisí na teplotě a hustotě tekutiny. Zvukové vlny se šíří rychleji při vyšší teplotě a hustotě prostředí. V důsledku toho se ve standardní atmosféře rychlost zvuku (vyjádřená Machovým číslem) s rostoucí výškou snižuje.
Meteorologické podmínky, které vytvářejí vrstvy vzduchu o dramaticky rozdílných teplotách, mohou zvukové vlny lámat.
Rychlost zvuku ve vodě je přibližně čtyřikrát vyšší než rychlost zvuku ve vzduchu. Sondování oceánského terénu pomocí sonaru je běžným nástrojem oceánografů. Rychlost zvuku ve vodě ovlivňují také vlastnosti jako tlak, teplota a slanost.
Protože se zvuk pod vodou šíří velmi dobře, mnozí mořští biologové tvrdí, že zavedení hluku způsobeného člověkem (např. hluk motorů, kavitace lodních šroubů atd.) do oceánů v posledních dvou stoletích narušuje dříve evolučně dobře přizpůsobené způsoby zvukové komunikace mezi mořskými živočichy. Bylo například prokázáno, že hluk způsobený člověkem narušuje komunikaci velryb na velké vzdálenosti. Ačkoli dlouhodobé důsledky tohoto rušení nejsou zcela známy, mnozí mořští biologové se obávají, že by toto rušení mohlo mít vliv na páření velryb a vést k dalšímu snížení počtu jejich populací nebo k jejich vyhynutí.
Viz také Aerodynamika; Složení a struktura atmosféry; Inverzní vrstvy atmosféry; Elektromagnetické spektrum; Transformace energie; Seismograf; Seismologie
.