聲音的折射 Refraction of Sound
當波進入速度不同的介質，產生彎曲的現象稱為折射（refraction）。折射對聲音來說不像對光那麼重要，因為後者與鏡片影像生成、眼睛、相機等等有關。不過聲波彎折確實存在，而且是聲音很有趣的現象。
上圖的想像有助瞭解折射的本質。一列縱隊向著速度較慢的介質行進時，如圖所示，縱隊會向右轉彎，因為縱隊的最右邊最先碰到慢介質（slow medium，波在其中行進速度較慢者），因而減速。縱隊左邊可能沒注意到右邊的困境，繼續以全速前進，直到他們自己也碰到慢介質。
不光是行進方向改變，行進隊伍中間的距離也縮短了。以「波」來講，就是波的傳播方向偏折向右，波長變短。從波的關係式，v=fλ，可以清楚看到，速度變慢波長會跟著變短，因為波的頻率決定於源頭，並沒有改變。
另外一種關於折射的想像，來自於各式牽引機、建築機具、坦克和其他履帶式交通工具的轉向操控。假如剎住右邊，機具將向右轉，因為機具的右邊減速，而另一邊速度沒變。
空氣溫度的折射
如果地上方的空氣溫度高於地表面空氣溫度，聲音會因為溫差產生折射向地面彎折回來。
聲音會從一個點音源向所有方向傳播。通常，應該是只有直接指向聽者的部份才會被聽到，但是折射可以把聲音彎折向下，加進直接指向的聲音裡，有效地將聲音放大了。自然界的放大，可以在湖面上觀察發生。
清晨的漁夫可能是最熟悉聲音折射的人了。假設你在黎明前來到湖邊，正當太陽剛剛升起，照到清涼的湖面時，你可能會聽到有人在跟你說話：「早安！」。你看看四周，沒半個人。也許自己精神不濟吧，畢竟早上這麼早的時間跑到外面來，於是決定忽略它。可是聲音再次響起：「早安！」。最後搞清楚，原來是另外有人在這時來到湖的另一邊 -- 比正常能聽到聲音的距離遠多了。
漁夫知道清晨湖水對聲音傳遞的效應。湖中冷水在湖面維持冷空氣，不過朝陽開始為空氣加熱昇溫，造成一個「熱反轉」（thermal inversion）現象（編按：一般溫度系統中，海拔越高溫度越低）。聲音在熱空氣傳遞較快的事實，將一些聲音彎曲向你折射過來 -- 這些正常情況下你原來聽不到的聲音。這個冷卻湖體表面的自然放大，是少數自然界聲音折射的範例。
聲音的繞射 Diffraction of Sound
繞射（Diffraction）：波在小*障礙周圍的彎曲，和波在小*開口（opening）之後的散佈。
*所謂「小」是相對波長而言。
繞射（diffraction）是聲音運用經驗中重要的一環。我們能在轉角和障礙物後聽到聲音，其實都涉及到聲音的折射與繞射。在這些情況下，繞射會讓聲音彎到障礙物後面。較長的波長繞射比較顯著，意味著在障礙物後，你能聽到低頻的聲音勝過聽到高頻，就像樂隊在街道行進的例子一樣。低音大鼓的長波長，繞射進街角的效果，勝過指向性高、短波長的高頻樂器。
另一個繞射常見的例子是遠近閃電雷擊的對比。近距離閃電的雷聲，聽起來急劇爆裂，顯示大量的高頻聲音的呈現。較遠的雷擊聲，聽起來隆隆作響，這是長波長彎繞過阻礙來到你面前之故。當中還有其他因素涉及，如較多的高頻吸收等，不過繞射扮演關鍵角色。
你也許意識到繞射的雙面特質，造成波向障礙物後方彎折的現象，也導致它們通過小縫（openings）後向外散佈（spread out）。繞射的這個面向也有許多意涵。除了你在門外可以聽到聲音以外，當你試著做好隔音時，這個聲波散佈特性會讓你有同樣的結果。好的隔音需要良好的空間密封，任何縫隙都會讓聲音從外向內散佈進來 – 真令人驚訝，一個小縫可以跑進這麼多聲音。喇叭音箱的良好封閉要求，也是基於同樣的道理。
繞射隱含的另一層意義是，當波的波長遠比障礙物大得多的時候，就像上圖廳堂中的圓柱（post）一樣，你可能感受不到障礙物的存在。 一個基本的視覺原理，你無法用工具觀察，比工具波長還小的物體。就像沒辦法用簡單顯微鏡觀察病毒一樣，因為病毒比可見光的波長還小。這個原理可以用在上面圖中表演廳堂的例子：當你站在圓柱（post）後方幾個波長距離之處，從聲波中將感覺不到柱子的存在。所以你對聲音的經驗，可以幫助你在任何觀察想像過程的限制中，產生洞察力。
喇叭聲音的輪廓 （Loudspeaker Sound Contours）
繞射的結果之一是喇叭的聲音會向外擴散（spread out），而不是直通通的向前而已。因為低頻的波長比喇叭箱的尺寸大，它們會比高頻向外散佈的更多。下圖的曲線，代表氣密小喇叭發出的 90 dB 相同聲音強度的輪廓（equal intensity contours）（等高）線。很明顯的，高頻聲音散佈的不如低頻聲音多。
注意 100 Hz 聲音的波長大約 3.45 m，比喇叭尺寸大得多，而 2000 Hz 聲音波長約 18 cm，與喇叭尺寸相當。
繞射存在的現實，可能會影響到個人聆聽喇叭的選擇。小喇叭在促銷推廣中，經常標榜與大喇叭的聲音一樣好。在物理基礎上，這樣的宣稱存在著被質疑的理由。大喇叭在空間中，天生就可以比較有效率地產生低頻的原因，是因為它的 size 與這些聲音的波長相比，較適宜。即使基本問題可以被電子等化器（electronic equalization）和分音器（crossover networks）的設計（輸送信號到喇叭不同單元）所克服，繞射的影響還是避免不了。
小喇叭分散低頻比高頻多得多。喇叭製造得愈小，同樣響度圖形（equal-loudness patterns），高、低頻散佈的差異愈顯著。所以你可能在喇叭的軸上，可以得到一致的聲音，一旦偏離這個軸，高頻會掉得比低頻快許多。實務上，這限制了聽眾區的最佳聆聽範圍。公平的說，如果只是個人聆聽，小喇叭也許能令人滿意，因為你可以調整找到黃帝位。可是如果你有客人來訪，因為小喇叭偏大的軸外聲音變化，也許會讓他們不盡滿意。
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