Хвильова теорія звуку
Повітря, що знаходиться в замкнутому просторі, володіє деякою розподіленої масою. Оскільки щільність повітря невелика і між його молекулами існує достатня відстань для їх переміщення під впливом зовнішніх сил (під дією джерела звуку), остільки розподілена коливальна система обсягу повітря може здійснювати вимушені коливання з частотами впливають сил, а також з власними частотами. Після зняття дії змушують сил (відключення джерела звуку) коливальний процес не припиняється миттєво, але змінюється його характер: продовжують відбуватися тільки власні коливання розподіленої повітряної маси, які поступово згасають. Це явище називають відгомоном (реверберацией).
При включеному джерелі звуку звукові хвилі поширюються в різних напрямках: осьовому, дотичному і похилому, відбиваються від обмежують приміщення поверхонь і, складаючись з прямими хвилями, створюють стоячі хвилі. Частоти власних коливань fn розподіленої маси повітря залежать від абсолютних розмірів приміщення, а також співвідношень його розмірів частоти власних коливань повітря в приміщенні розташовуються між собою тісніше, а звукове поле більш рівномірно, якщо L, B і H не рівні і не кратні один одному. Для прикладу на рис. показаний спектр власних частот приміщення з розмірами L = 6м, B = 4м, H = 3м. В області низьких частот власні частоти приміщення розташовуються досить далеко один від одного, а вище частоти 70 Гц їх число збільшується і далі спектр власних коливань повітря стає практично суцільним. Цей фізичний факт має також істотне значення для семантичної та естетичної складових при сприйнятті музики.
Хвильова теорія показує, що щільність спектра п, тобто кількість власних частот зменшується при зменшенні обсягу приміщення залежність кількості власних частот n від частоти сигналу fn при fn = 10 Гц для приміщень об'ємом 26, 135 і 400 м3 видно, що тільки для дуже маленьких приміщень щільність спектра власних частот мала, причому на найнижчих частотах , що дійсно свідчить про нерівномірність звукового поля в них. Однак вплив цього явища на слухові відчуття буде різним при варіаціях положення джерел звуку і слухача в приміщенні, а тим більше зміні акустичної обробки поверхонь. Істотну роль грає також тип випромінювачів АС.
Не слід нехтувати впливом ближнього поля на низьких частотах, тому що саме низькочастотні компоненти сигналу приводять до особливо сильного зміни в сприйнятті звуків музики при варіаціях відстані до джерела звуку. Оскільки слуховий орган людини в деякій мірі реагує на коливальну швидкість частинок повітря, то при цьому виникає відчуття відстані до КІЗ, тобто відчуття глибини тривимірного простору саундстейджа. У аудиосистемах, нездатних передавати низький і чіткий бас, саундстейдж може перебувати близько чи в видаленні, але зазвичай плоский, хоча окремі КІЗ в ньому можуть бути досить чітко окреслені в площині за рахунок середніх і високих частот, що дає чітке і в міру прозоре звучання, але позбавляє слухача природного просторового відчуття, тобто музиканти і їх інструменти як би висять в невизначеному вільному просторі без стін і підлоги, що, ймовірно, рідко зустрічається в житті.
Прозорість, ясність - розрізнення звуків окремих інструментів або груп інструментів навіть в присутності відгомону приміщення, тобто реверберації.
Просторове враження - усвідомлене відчуття співвідношення між інтенсивністю звуку джерела (КІЗ) і приходять з усіх напрямків звукових відображень від обмежують приміщення поверхонь, тобто знову відгомону приміщення.
Відлуння - процес загасання звуку на місці прослуховування, що відображає. розміри, форму, гучність приміщення. Процес реверберації характеризується часом стандартної реверберації Тео, який визначається як час після відключення звукового сигналу, за яке середня щільність звукової енергії Е в приміщенні зменшується в мільйон разів (рівень енергії зменшується на 60 дБ) щодо свого сталого значення.
Для невеликих приміщень і для частот нижче 4000 Гц час стандартної реверберації визначається формулою Ейрінгом Коефіцієнт звукопоглинання показує, яка частина звукової енергії, яку переносять звуковою хвилею, поглинається при падінні цієї хвилі на поверхню:
Формула Ейрінгом відноситься вже до статистичної теорії акустики приміщень і виведена в припущенні, що звукопоглинальні матеріали розподілені по поверхні рівномірно і мають однаковий коефіцієнт І, що забезпечує достатню диффузность звукового поля в приміщенні. Дифузним називають таке звукове поле, в якому виконуються умови однорідності і ізотропності: усереднена в часі щільність звукової енергії в усіх точках однакова; всі напрямки приходу звукової енергії в будь-яку точку приміщення різновірогідні, і з будь-якого напрямку усереднений потік звукової енергії однаковий.