Met dien naam bestempelt men zoodanige trillingen der ligchamen, welke, golfsgewijs voortgeplant tot aan ons oor, door onze gehoorzenuwen kunnen waargenomen worden. Wanneer die trillingen onregelmatig op elkander volgen, ontstaat een geraas, gerammel, gedruisch enz. Volgen zij elkander op met geregelde tusschenpoozen, dan heeft men een klank, en zijn die trillingen enkelvoudig, zoo geeft men aan het hierdoor veroorzaakte geluid den naam van toon, die hoog of laag is naar gelang van het aantal trillingen, dat in eene seconde wordt volbragt.
De leer van het geluid, naar een Grieksch woord ook acoustiek genaamd, kan verdeeld worden in die van de staande geluidgolven of van de trilling van geluidgevende ligchamen, — in die der voortplanting van het geluid in verschillende middenstoffen, — en in die van de terugkaatsing van het geluid.
Datgene, waaraan wij den naam van geluid geven, onderscheiden wij als eene inwendige gewaarwording. Zonder onze gehoorzenuwen bestaat er geene waarneming van het geluid, want eene getokkelde snaar geraakt slechts in eene min of meer snelle trillende beweging, welke zij aan den omringenden dampkring en door middel van dezen aan ons oor mededeelt. Hier wordt die trilling in de eerste plaats opgevangen door het trommelvlies, en van hier door een hefboomstelsel van kleine beenderen — hamer, aanbeeld en stijgbeugel — naar het inwendig gehoorwerktuig overgebragt. Bij elke trilling van het trommelvlies nameljik drukt de plaat van den stijgbeugel tegen een vlies, hetwelk over eene opening in het been, het ovale venster, gespannen is, waarachter zich eene ruimte bevindt, die wegens hare gangen en windingen den naam van doolhof en slakkenhuis draagt en met eene vloeistof gevuld is. Merkwaardig is vooral het slakkenhuis, langs welks windingen duizende dunne, veerkrachtige vezels — die van Corti (naar den ontdekker, den markies Corti, alzoo geheeten) — uitgespannen zijn. In de onderste windingen zijn deze vezels grooter, en bovenwaarts worden zij, gelijk de windingen zelve, langzamerhand kleiner, evenals de snaren van een klavier. Die vezels staan één voor één in verband met fijne zenuwdraden, welke zich tot een bundel vereenigen en als gehoorzenuw van het oor naar de hersenen loopen. De trillingen, door het trommelvlies opgevangen, worden derhalve door de vloeistof in den doolhof aan gemelde vezels medegedeeld, en wel zoodanig, dat de snel op elkander volgende trillingen, volgens de wetten der resonnantie, alleen de kortere in beweging brengen, terwijl langzaam op elkander volgende trillingen zich enkel mededeelen aan de langere.
De kracht van elke afzonderlijke trilling heeft hierbij slechts invloed op de sterkte van den toon, doch de hoogte van dezen is afhankelijk van den tijd, die tusschen de opvolgende trillingen verstrijkt. Voor onze gewaarwording wordt die hoogte alzoo bepaald door de vezel, welke in trilling komt. De langste vezel beweegt zich bij 35 en de kortste by 38000 trillingen in de seconde; tusschen die twee grenzen liggen al de geluiden, welke wij met ons gehoorwerktuig kunnen waarnemen. In de muziek draagt de eerste toon den naam van C1 en de laatste die van D8. Intusschen beweert Savart dat men ook reeds een toon van 8 trillingen in de seconde kan waarnemen. De uitwendige oorzaken van het geluid zijn dus de trillingen van veerkrachtige ligchamen.
Tot zulke geluidvoortbrengende ligchamen behooren vooral: gespannen snaren, veerkrachtige staven, platen, klokken en luchtmassa’s, die zich in bepaalde ruimten bevinden, zooals in orgelpijpen enz. De trillingen volgen elkander daarin te sneller op, en de toon is des te hooger, naarmate de afmetingen dier voorwerpen kleiner en hunne veerkrachtige spanning grooter zijn. Eene snaar van de halve lengte geeft het dubbel aantal trillingen, — desgelijks wordt dit aantal verdubbeld bij eene 4-rnaal zoo sterke spanning, en verdrievoudigd bij eene negenmaal zoo sterke. De verhouding van het aantal trillingen van 2 toonen noemt men den interval, en aan sommige intervallen geeft men bepaalde namen: zoo is bijvoorbeeld de verhouding van een toon van 400 trillingen in eene seconde tot een van 800 in dien tijd dezelfde als van 1 tot 2, en men noemt dezen interval een octaaf. Heeft men een toon van 400 en een ander van 500 trillingen, dan is de verhouding als van 4 tot 5, en deze interval is een terts, — en wel een groote. Bij 2 toonen van 400 en 600 trillingen is de verhouding als van 4:6 of van 2:3, en men heet dezen interval een quint. De muzikale toonladder bestaat uit eene reeks van zoodanige eenvoudige intervallen. De oorzaak van den aangenamen indruk, door zulke eenvoudige verhoudingen bij ons verwekt, is gelegen in de eigenschappen van onze muziekinstrumenten en in de beschrevene inrigting van ons gehoorwerktuig.
Men kan namelijk een voor trilling vatbaar ligchaam, bijvoorbeeld eene darmsnaar, over zijne geheele lengte doen trillen, zoodat alleen de beide uiteinden in rust blijven. Zulke rustende uiteinden noemt men knoopen, en de daartusschen gelegene buiken. Nu kan men eene snaar ook zóó laten trillen, dat over hare lengte meer knoopen en buiken ontstaan, — en dit geschiedt door haar aan te raken op de plaats, waar men den knoop wil vormen. Doet men dit bijvoorbeeld op ⅕de der lengte, dan ontstaan er ook knoopen op de uiteinden der andere vijfdedeelen en dus 5 buiken. De toon is nu veel hooger, dan bij eene onverdeelde trilling over hare geheele lengte; immers vormde zij in dit geval 100 trillingen in eene seconde, dan zullen hare 5 deelen in dien tijd elk 500 trillingen volbrengen. Hierdoor ontstaat eene reeks van harmonische toonen bij den grondtoon, dien de geheele snaar zonder tusschenliggende knoopen doet hooren. Die gezamenlijke toonen vormen een klanle. Zulke harmonische toonen zijn des te zwakker naarmate zij hooger worden.
Geeft men nu op het klavier een grondtoon aan van 400 trillingen in eene seconde, dan komt in het oor niet alleen de vezel in trilling, welke wegens zijne bepaalde lengte voor dien toon vatbaar is; maar tevens bewegen zich de vezels, welke op de genoemde harmonische toonen betrekking hebben, hoewel zij in de windingen van het slakkenhuis vrij ver van elkander verwijderd en door in rust blijvende vezels van elkander gescheiden zijn. De eerste harmonische toon is het octaaf van den grondtoon, welke het dubbel aantal trillingen van dezen telt (800:400), — de tweede is de quint van den eersten harmonischen toon (1200 : 800 of 3 : 2) of de duodecimo van den grondtoon (3: 1), — de derde is het octaaf van den eersten harmonischen toon of het dubbeloctaai van den grondtoon. Wanneer men nu tegelijk met de snaar, wier grondtoon 400 trillingen telt in de seconde, het hooger octaaf aanslaat, dan verneemt het oor eigenlijk niets nieuws, maar enkel eene versterking van den harmonischen toon. Men ontwaart daarbij een volkomen zamenklank. Is het geluid der 2de snaar echter niet volkomen het octaaf der eerste, zoodat het in plaats van 800 misschien 790 of 810 trillingen telt in eene seconde, dan worden hierdoor wederom andere vezels van Oorti in beweging gebragt als door het zuiver octaaf, die van zelf den grondtoon vergezelt.
De verschillende vezels, door het zuiver en onzuiver octaaf in beweging gebragt, liggen digt bij elkaar, doch zijn door andere vezels gescheiden, die echter mede aangedaan worden door deze beide toonen, en hierdoor ontstaat de onaangename geluidsgewaarwording, die wij met den naam van wanklank bestempelen. Zulk eene ontmoeting van twee toongolvingen draagt in de natuurkunde den naam van interferentie. Het onderscheid tusschen harmonie en wanklank, evenals tusschen een aangenamen en onaangenamen reuk en smaak, rust derhalve op een zuiver zinnelijken indruk, en geenszins — zooals men ook wel eens gemeend heeft — op een aesthetisch oordeel. Belangrijke onderzoekingen omtrent dit onderwerp zijn ingesteld door Helmhóltz en medegedeeld in zijne „Lehre von der Tonempfindungen als physiologische Grundiage für die Theorie der Musik (1863)”.
Wij merken nog op, dat een toon niet alleen bepaald wordt door zijne hoogte, maar ook door zijn eigenaardig karakter. Men kan namelijk zeer goed onderscheiden of een toon van dezelfde hoogte afkomstig is van eene viool, van een trompet, van eene guitare, van eene menschelijke stem, enz.; men schrijft dit verschil toe aan de eigenaardige gedaante der cirkelvormige geluidgolven. Opmerkelijk is het voorts, dat het geluid op dezelfde wijze wordt voortgeplant als het licht en de warmte. Men kan zich van die wijze eene voorstelling maken, wanneer men een steentje in het midden van een onbewogen vijver werpt; alsdan ziet men, hoe de beweging, daardoor op een bepaald punt ontstaan, zich regelmatig naar alle kanten golfsgewijs uitspreidt. Wanneer men daarna door een tweeden steen op dat punt eene nieuwe beweging voortbrengt, vermengen zich de golven van deze met die der eerste (interferentie), en kunnen daarbij al of niet zamenvallen (harmonie en wanklank).
Reeds vroeg heeft men de wetten van het geluid zoeken op te sporen, en de leer der intervallen en der snaartrillingen werd reeds ontwikkeld door Pythagoras (in de 6e eeuw vóór Chr.). Een zijner leerlingen, Anaxágoras, verklaarde de echo (zie aldaar) als eene terugkaatsing van het geluid, en Plinius wist, dat het geluid zich sneller voortplant door vaste ligchamen: dan door de lucht. In de middeleeuwen maakte de leer van het geluid geene vorderingen; — later hebben zich Helmholtz, Bernoulli, Euler, Rameau, Chladni, Newton, Laplace, Savart, Cagniard-Latour, Seeleck, Wéber enz. jegens haar zeer verdienstelijk gemaakt. De wijze van voortplanting van het geluid is het eerst duidelijk aangewezen door Christiaan Huyghens, terwijl er talrijke proeven werden gedaan ter bepaling der snelheid van het geluid. Van deze vermelden wij die, welke door Moll en van Beek in 1823 genomen werden op de Amersfoortsche heide, en wel door het afschieten van een kanon, waarna zij, op bepaalden en aanmerkelijken afstand geplaatst, opmerkten hoeveel tijd er verliep tusschen het waarnemen van het licht en van het geluid. Hieruit bleek, dat die snelheid onafhankelijk is van den vochtigheidstoestand en van de drukking der lucht, — dat zij dezelfde is over de geheele lengte van den weg, — dat zij met de temperatuur toeneemt, — dat zij grooter is in de rigting van den wind, — dat zij in eene seconde gelijk is aan 333 Ned. el bij 0°C. en aan 340 Ned. el bij 15° C., en dat de snelheid van hooge en lage toonen even groot is. — In 1827 hebben Colladon en Sturm op het Meer van Genève de snelheid van het geluid in het water waargenomen. Hiertoe werd bij eene boot gelijktijdig eene onder water hangende klok aangeslagen en eene hoeveelheid buskruid in brand gestoken, terwijl een waarnemer in eene andere, op aanmerkelijken afstand gelegene boot door middel van eene in het water afdalende gehoorbuis opmerkte, hoeveel tijd er verliep tusschen de flikkering van het ontstoken kruid en het vernemen van den klokslag.
Men vond eene snelheid van 1435 Ned. el in eene seconde bij eene temperatuur van 8°C.; zij is dus, 4½ maal zoo groot als in de lucht. — Nog grooter is die snelheid in vaste ligchamen. Biot heeft ze gemeten door middel eener reeks van ijzeren buizen ter lengte van 931 Ned. el. Men sloeg te gelijk op het ééne uiteinde der buizen en op eene daarbij geplaatste metalen klok, en bevond, dat het geluid van deze laatste 2,50 seconden later overkwam dan het geluid langs de buizen, zoodat dit laatste in gietijzer eene snelheid heeft, die 10½ maal zoo groot is als zijne snelheid in de opene lucht. Volgens Laplace kan men de snelheid van het geluid in vaste ligchamen bepalen door de formule s = √( g / e) , wanneer s de snelheid, g de versnelling der zwaartekracht en e de verlenging aanduidt, welke eene prismatische staaf ter lengte van ééne Ned. el ondergaat, wanneer zij uitgetrokken wordt door eene kracht, die gelijk is aan haar gewigt. Het is gebleken, dat deze formule proef houdt.
De afstanden, waarop geluiden waargenomen kunnen worden, zijn zeer verschillend en hangen tevens af van den invloed van den wind, van den bodem enz. Eene krachtige mannenstem dringt niet verder door dan tot 350 schreden, terwijl het dreunen van het geschut bij de belegering der Citadel van Antwerpen (1832) vernomen werd in het Saksische Ertsgebergte, dus op een afstand van 80 geogr. mijl.
