Если период волны представляет собой время, которое требуется для завершения одного полного цикла, то длина волны — это расстояние между двумя последовательными циклами. Длина волны, которая обозначается греческой буквой X, показана на рисунке А-1в.

Длина звуковой волны в воздухе находится в обратной зависимости от частоты: чем короче длина волны, тем выше частота. Для того, чтобы рассчитать длину волны, следует.просто поделить скорость звука в воздухе на частоту, то есть воспользоваться формулой Х= V/F, где X — длина волны в метрах, V -скорость звука в воздухе, в метрах в секунду, a F — частота в герцах. Волна с частотой 100 Гц имеет длину 3,3 м (330 разделить на 100). При очень высокой звуковой частоте 10000 Гц (10 кГц) длина волны составляет около 33 мм.

Отметим, что длина звуковой волны зависит от скорости распространения звука в звукопроводящей среде. На практике, в большинстве случаев для расчетов берется скорость звука в воздухе (330 м/с). Поскольку в воде звук распространяется примерно в пять раз быстрее, чем в воздухе, то и длина звуковой волны в воде во столько же раз больше.

Термин фаза описывает отдельные моменты синусоидального колебания. Фаза измеряется в градусах, причем одному полному циклу колебаний соответствует значение 360° (см. рис. А-2). Несмотря на то, что фазу можно измерять

относительно любой произвольно взятой точки волны, как правило, в качестве 0° или начала отсчета принимается та точка, где волна пересекает ось абсцисс в положительном направлении.

Термин сдвиг фазы описывает смещение волны по времени относительно некоторой фиксированной точки. Например, если волна на рис. А-2 задерживается на половину своего периода, то мы можем сказать, что имеет место сдвиг фазы на 180^е (поскольку полный период составляет 360°, то половина периода равна 180°).

С помощью фазы можно также описать временную взаимосвязь между двумя или более волнами. Если одна волна отстает на половину периода от второй волны, то мы можем сказать, что вторая волна опережает первую на 180°. Если одна волна отстает от другой на целый период (360°), то это соответствует полному отсутствию фазового сдвига — характер изменения во времени обеих волн одинаковый. Аналогичным образом секундная стрелка часов каждую минуту возвращается в свою исходную точку.

Сдвиг фаз начинает играть важную роль при наложении волн. Если две волны одинаковой частоты и с одинаковыми фазами накладываются друг на друга, то их сложение приводит к формированию волны с большей амплитудой. В частности, если у двух волн равные амплитуды, равные частоты и они находятся в одинаковой фазе, то при их сложении произойдет увеличение амплитуды колебаний вдвое, или на 6 децибел (дБ) (понятие "децибел" будет разъяснено позднее в этом Приложении). Говорят, что такие волны усиливают друг друга. Но если две волны имеют смещение фаз на 180°, то они взаимно уничтожатся и не создадут сигнала. Например, если одна волна будет находиться в точке, которая соответствует максимальному положительному значению, а вторая, смещенная по фазе на 180°, в это же время будет находиться в точке, соответствующей минимальному отрицательному значению, то это приведет к их взаимному уничтожению.

Именно так и происходит в Hi-fi-системах, когда при подключении одного из громкоговорителей перекинуты концы соединительного кабеля (красная клемма усилителя соединена с черной клеммой громкоговорителя, а черная клемма усилителя — с красной клеммой громкоговорителя). Переключение проводов, идущих к одному громкоговорителю, изменяет полярность его сигнала, делая отрицательные полуволны положительными, а положительные — отрицательными. Это является аналогом сдвига фазы на 180°. Теперь, если диффузор одной НЧ-головки перемещается вперед, создавая сжатие, то вторая НЧ-головка перемещается назад, создавая разрежение. Когда происходит сложение разрежений и сжатий, то они взаимно уничтожаются, — сжатие воздуха перед одним из громкоговорителей заполняет разрежение перед другим и звука не слышно. Поскольку две волны никогда идеально не совпадают, то они никогда и не гасятся полностью, однако могут существенно снижать отдачу басов. Если бы эти два сигнала были электрическими, то при их сложении произошла бы полная компенсация. Обратите внимание: если вы поменяете красный и черный провода на обеих акустических системах, то сдвига фазы между левым и правым сигналами не будет, соответственно, не произойдет и гашения звука.