Geluid - elke gewaarwording opgewekt door middel van het gehoororgaan. Alle g. ontstaat door een trillende beweging (oscillatie, vibratie) van veerkrachtige lichamen, welke beweging op de omringende lucht overgaat en hierin tot in het oor wordt voortgeplant. In zoodanige trillende beweging geraken bedoelde lichamen, wanneer door de werking van eene uitwendige kracht (b.v. door een stoot) de staat van evenwicht der moleculen verstoord wordt. Tengevolge van de daardoor opgewekte elastische krachten geraakt het lichaam in trilling, welke trillende beweging aan de omgevende lucht wordt meegedeeld.
Deze wordt dientengevolge beurtelings verdicht en verdund, welke verdichtingen en verdunningen zich voortplanten en die wij als g. waarnemen. Zulk eene trilling der lucht kan bv. opgewekt worden door eene trillende stemvork, snaar, membraan, enz. Wanneer het aantal dezer trillingen in de seconde tusschen 16 en 40.000 ligt (grenzen der hoorbaarheid) verneemt het menschelijk oor een geluid. Het geluid is te hooger naarmate het aantal trillingen grooter is. Dit aantal laat zich het best met de sirene bepalen. De trillingen der luchtdeeltjes rondom een zelf in trilling verkeerend lichaam brengen de lucht in een golvende beweging (geluidsgolven), in opeenvolgende verdichtingen en verdunningen bestaande, die zich uitbreiden rondom het trillend lichaam evenals de kringvormige golven in water, waarin een steen wordt geworpen. De trilling, waarin de luchtdeeltjes geraken, is echter eene longitudinale, aangezien de richting, waarin de deeltjes uit hunnen evenwichtsstand uitwijken, in de richting van voortplanting valt (of daaraan tegengesteld is). Eéne verdichting met daaropvolgende verdunning vormt een golf; de afstand van eene verdichting tot de naaste verdichting of van eene verdunning tot de naaste verdunning heet golflengte; de golflengte is derhalve de uitgestrektheid, over welke zich de trillende beweging tijdens den duur eener geheele schommeling uitstrekt; iedere geheele schommeling van een vibreerend lichaam verwekt eene geheele golf.
Bereiken de geluidsgolven het oor, dan geraakt ten gevolge van de veranderlijke drukking het trommelvlies in medetrilling; deze trillende beweging van het trommelvlies nemen wij als g. waar (zie GEHOOR). De trillingen der veerkrachtige lichamen kunnen de gewaarwording van het geluid alleen doen ontstaan door tusschenkomst van eene weegbare middenstof, die zich tusschen het oor en het, geluidgevend lichaam bevindt en met dit laatste medetrilt; deze middenstof is doorgaans de lucht, maar andere gassen, de dampen, en vloeistoffen en vaste lichamen planten eveneens het geluid voort. In het luchtledige plant zich het geluid niet voort. De intensiteit van ’t geluid is ongeveer omgekeerd evenredig met de tweede macht van den afstand van het geluidgevend lichaam tot het oor; deze wet laat zich ook proefondervindelijk bewijzen. Plaatst men bv. 4 gelijk gestemde klokken, aangeslagen door hamers, die even zwaar zijn en van gelijke hoogten vallen, op 20 Meter afstand van het oor, en één dergelijke klok op een afstand van 10 Meter, dan neemt men waar, dat deze laatste, alleen aangeslagen, een geluid geeft van dezelfde sterkte als dat der vier eerste gelijktijdig aangeslagen klokken, waaruit blijkt, dat voor een dubbelen afstand de intensiteit viermaal kleiner is. De intensiteit van het geluid vermeerdert met de amplitudo der trillingen van het geluidgevend lichaam; het verband, dat er tusschen de intensiteit van het geluid en de amplitudo der trillingen bestaat, wordt gemakkelijk aangetoond met behulp van trillende snaren; zijn de snaren tamelijk lang, dan zijn de trillingen waarneembaar voor het oog, en men bemerkt, dat, naarmate de amplitudo der trillingen afneemt, ook het geluid verzwakt. De intensiteit van het geluid hangt ook af van de dichtheid der lucht op de plaats, waar het geluid ontstaat; men plaatse onder de klok van eene luchtpomp een slagwerk, dat door een raderwerk in beweging wordt gebracht, en men zal de intensiteit van ’t geluid hooren afnemen, naarmate de lucht in de klok dunner wordt; in waterstof, die ongeveer 14 maal zoo licht als lucht is, zijn de geluiden veel zwakker, al is ook de drukking dezelfde. In koolzuur daarentegen, waarvan de dichtheid in verhouding tot de lucht 1.529 bedraagt, worden de geluiden sterker; op hooge bergen, waar de lucht zeer ijl is, moet men zeer luid spreken om zich te doen verstaan, en de losbarsting van een geweer brengt er slechts een zwak geluid voort.
De intensiteit van ’t geluid wordt op zekeren afstand van de geluidsbron gewijzigd door de beweging der lucht en de richting van den wind ; men overtuigt zich, dat bij stil weder het geluid zich altijd beter voortplant dan wanneer het waait, en dat in ’t laatste geval het geluid op gelijken afstand sterker is in de richting van den wind dan in de tegenovergestelde richting. Het geluid wordt versterkt door de nabijheid van een lichaam, dat kan meetrillen. Eene muzieksnaar, vrij in de lucht gespannen, geeft slechts een zwak geluid als men haar, ver van alle lichamen verwijderd, laat trillen; maar spant men haar boven eene kast, die kan meetrillen, gelijk bij de viool enz., geschiedt, dan geeft zij een vol en sterk geluid, omdat de kast en de daarin besloten lucht met de snaar trillen (resonantie). — De bovengenoemde wet, dat de intensiteit van ’t geluid omgekeerd evenredig is met het vierkant van den afstand, is niet toepasselijk op de geluiden, die door buizen geleid worden, inzonderheid niet, als deze cylindervormig en recht zijn. Daar de geluidsgolven alsdan niet meer bolvormig zijn, doch loodrecht staan op de as van den cylinder, kan het geluid in dat geval, zonder zeer merkbare verzwakking, tot op een aanzienlijken afstand overgebracht worden. Biot bevond, dat in eene waterleidingsbuis te Parijs, die 900 Meter lang was, de stem zoo weinig van hare intensiteit verloor, dat men van ’t eene einde der buis tot het andere met de gewone stem een gesprek kon voeren. De verzwakking van ’t geluid wordt evenwel merkbaar in buizen, die grootere diameters hebben, of in zulke, waarvan de wanden bochten of oneffenheden bezitten. Dit neemt men vooral waar in onderaardsche gangen en lange galerijen. De genoemde eigenschap der buizen, ten aanzien van de geleiding van het g., is het eerst in Engeland in toepassing gebracht.
Men heeft daar spreekbuizen (speaking tubes) aangewend, om in de hôtels en in groote inrichtingen bevelen over te brengen. Zij bestaan in buizen, die niet wijd zijn en door de muren heen uit het eene vertrek in ’t andere loopen. Wanneer men met eene niet zeer luide stem aan ’t eene einde spreekt, wordt men zeer duidelijk aan ’t andere verstaan. — Voor de voortplanting der geluidsgolven is een zekere tijd noodig. Een aantal verschijnselen strekken daarvan ten bewijze. Het geluid van den donder, bv., wordt eerst gehoord eene poos nadat men den bliksem gezien heeft, ofschoon, slag en licht in de wolk tegelijkertijd ontstaan. Er zijn vele proeven gedaan om de snelheid van het geluid in de lucht, dat is de afstand dien het in ééne seconde doorloopt, te bepalen. Zoo heeft men bij nacht aan twee standplaatsen, wier onderlinge afstand nauwkeurig,gemeten was geworden, op vooraf vastgestelde tijdstippen kanonnen afgevuurd en'aan elke standplaats nauwkeurig den tijd waargenomen, welke verstreek tusschen het zien van het licht en het hooren van den knal der losbranding. Door den gemeten afstand te deelen door het aantal seconden welke het geluid noodig had om van het eene punt tot het andere te komen, vond men de gemiddelde snelheid van het geluid per seconde.
Het bureau des longitudes vond in 1822 volgens deze methode 331.05 Meter, Moll en Van Beek (in 1823) 332.26 M.; nieuwere proefnemingen van Regnault gaven 330.7 bij 0°. De snelheid van het geluid neemt af met de temperatuur, bij 10° bedraagt zij 337 M., bij 0° 333 M. (volgens Moll en van Beek 332.26 M.), bij 16° 340 M. Voor eenzelfde temperatuur is zij echter afhankelijk van de dichtheid der lucht en derhalve ook van den druk. Bij gelijke temperatuur is de voortplantingssnelheid ook dezelfde voor alle geluiden, onafhankelijk van den aard er van. Alleen in nauwe buizen, waar het geluid sterk gedempt is, kunnen afwijkingen hiervan voorkomen. In vloeistoffen en vaste lichamen plant het geluid zich aanmerkelijk sneller voort dan in gasvormige lichamen. Colladon en Sturm hebben in 1827 door proeven op het meer van Genève bevonden, dat de snelheid van het geluid in het water, bij de temperatuur van 8.1°, 1435 M., bedraagt, een snelheid, die reeds 4 maal zoo groot is als die in de lucht. Bij de vaste lichamen is de snelheid van het geluid nog veel grooter. Biot heeft bij zijn proefneming met waterbuizen van gegoten ijzer gevonden, dat het geluid zich in ijzer 101/2 maal zoo snel voortplant als in de lucht.
De snelheid van het g. in andere vaste lichamen is theoretisch door Chladni, Savart, Masson en Wertheim bepaald. Chladni vond, door gebruik te maken van de longitudinale trillingen, dat de snelheid van het geluid in hout 10—16 maal zoo groot is als in de lucht. In de metalen loopt die snelheid zeer uiteen en overtreft 4—16 maal die in de lucht. De snelheid van het g. verschilt in de onderscheidene gassen, ook wanneer de temperatuur dezelfde is. Dulong heeft, met behulp van de formules der orgelpijpen gevonden, dat de snelheid van het g. bij een temperatuur van 0°, in verschillende gassoorten is als volgt: koolzuur 261 m., zuurstof 317 m., koolstofoxyde 337 m., waterstof 1269 m. In het algemeen is de voortplantingssnelheid van het geluid gelijk aan den wortel uit het quotiënt van elasticiteitsmodulus en dichtheid; voor vloeistoffen wordt ze dientengevolge gelijk aan de eenheid gedeeld door den wortel uit het product van compressibiliteit en dichtheid, terwijl ze voor gassen gelijk wordt aan den wortel uit het quotiënt van druk en dichtheid, vermenigvuldigd met het quotiënt van de soortelijke warmte .bij constanten druk en die bij constant volume; de laatste factor komt er bij, doordat de dichtheidsveranderingen in een gas als adiabatische zijn op te vatten. De geluidsgolven zijn, zoolang ze niet in hare voortplanting worden gehinderd, en de geluidsbron als puntvormig kan worden beschouwd, bolvormig met de bron als middelpunt. De stralen van deze bolvormige golven kan men als geluidsstralen opvatten. Bevindt zich echter op den weg der stralen eene hindernis, doordat daar een voorwerp van andere middenstof aanwezig is, dan ondergaan ze op dezelfde wijze als lichtstralen terugkaatsing, breking, buiging.
In hoofdzaak gelden hierbij dezelfde wetten als voor lichtstralen, het eenige verschil bestaat daarin, dat de golflengte van het geluid zoovele malen grooter is, dan bij het licht het geval is. Dientengevolge doen zich de buigingsverschijnselen veel sterker gevoelen dan bij het licht; op deze wijze is het b.v. mogelijk, achter een huis een g. waar te nemen, al staat ook dit op den weg der geluidsstralen (zie GELUIDSSCHADUW). Op de terugkaatsing van het g. berust de echo. Wordt eene enkele geluidsimpuls teruggekaatst aan verschillende voorwerpen van dezelfde gedaante, die op gelijke afstanden achter elkaar zijn geplaatst (bv. de treden van eene trap), dan kunnen de teruggekaatste impulsen, die in gelijke tijdsintervallen op elkaar volgen, een toon veroorzaken, waarvan de hoogte afhangt van den onderlingen afstand der voorwerpen, waaraan terugkaatsing plaats vindt. Op dergelijke wijze komt de toon tot stand, dien men b.v. verneemt, wanneer het g. van iemands voetstappen telkens wordt teruggekaatst aan twee evenwijdige hooge muren op niet te groeten afstand van elkaar verwijderd, waar hij zich tusschen beweegt. — De relatieve beweging van geluidsbron en waarnemer is van invloed op de toonhoogte van het waargenomen g. Zie DOPPLER(BEGINSEL VAN).
Beweegt een lichaam zich door de lucht met eene snelheid, grooter dan die van het g., dan vormen zich golven, die zich met het lichaam meebewegen, en waarvan de strekking een zekeren hoek maakt met de richting der beweging van het lichaam op dezelfde wijze als de golven, die langs een schip worden waargenomen, wanneer het zich met niet te kleine snelheid door het water beweegt. — De leer van het g. wordt ook wel onder den naam acoustiek of phoniek aangeduid, ofschoon het het eerste meer in de leer der muziek beteekenis heeft. Reeds Pythagoras (6e eeuw vóór Chr.) en diens school ontwikkelden een grondige theorie van de leer der muzikale intervallen en van de trillingen der snaren; Anaxagoras verklaarde de echo voor een reflectie van het geluid, en Plinius was bekend met het feit, dat geluid zich in vaste lichamen sneller voortplant dan in de lucht. In de Middeleeuwen maakte de geluidsleer weinig vorderingen. In den nieuweren tijd maakten zich hierin vooral Bernouilli, Euler, Rameau, Chladni, Newton, Laplace, Savart, Cagniard, Seebeck, Weber, Helmholtz en Rayleigh verdienstelijk.
