Helid ümbritsevad meid kõikjal. Looduses kuuleme puude sahinat, linnulaulu, kaugel maanteel sõitva auto mürinat jne. Helide kaudu saame ka märkimisväärse osa infost meid ümbritseva maailma kohta – me teame, et puud sahisevad, lind laulab ja autod sõidavad ka ilma, et me kõike seda näeksime.

Teame oma kogemuse põhjal, et heli tekitamiseks on tarvis midagi kiiresti võnkuma panna. Parim viis selleks on elastne ese tasakaaluasendist välja viia ning siis lahti lasta. Võime näiteks üle laua serva ulatuva joonlaua põrisema panna. Kitarri keeled hakkavad helisema, kui neid tasakaaluasendist eemale tõmmata ja siis lahti lasta. Trumm teeb häält siis, kui seda lüüa. Kõik need kehad võnguvad kiiresti. Võnkuvat keha nimetatakse heliallikaks.

Lainete levimine veepinnal. Helilainetes kanduvad edasi suurema rõhuga piirkonnad.	Joonlaud pläriseb

Miks me kuuleme heli? Heli levimist ruumis võib võrrelda laine liikumisega veekogus, millesse on visatud kivi. Kivi vette kukkumise kohta tekib laine, see kandub üle veekogu edasi ja paneb võnkuma ka seal hulpivad puupilpad.

Võnkuv joonlaud paneb koos endaga võnkuma joonlauda ümbritseva õhu osakesed. Need osakesed mõjutavad sellest kaugemal olevaid õhu osakesi, need omakorda järgmisi jne. Lõpuks jõuab võnkumine kõrvas oleva trummikileni ning seda me tajume helina.

Laineks nimetatakse võnkumise levimist keskkonnas.

Kuna heli levimisel puudub otsene vastasmõju heli allika ja vastuvõtja vahel, võnkumised levivad osakeselt osakesele, siis võtab heli levimine paratamatult aega. Katseliselt on kindlaks tehtud, et õhus on heli levimise kiirus umbes 340 m/s.

Teades heli levimise kiirust, võime hinnata, kui kaugel välku lööb. Selleks tuleb lugeda sekundeid välgulöögist kuni müristamiseni. Tõepoolest, kuna valgus levib võrreldes heliga väga kiiresti, u 300 000 km/s, ja jõuab vaatlejani peaaegu hetkeliselt, siis saame niimoodi teada aja, mis kulus helilainel meieni jõudmiseks. Sellest omakorda saab heli kiirust teades arvutada teepikkuse. Kuuldes müristamist kolm sekundit pärast välgulööki, tead, et välgu sähvatus toimus sinust umbes ühe kilomeetri kaugusel.

Heli saab levida ka tahkistes ja vedelikes. Kuna sellistes keskkondades on aineosakesed üksteisele palju lähemal, kandub võnkumine edasi palju kiiremini. Heli levimise kiirus erinevates keskkondades on toodud kõrvalolevas tabelis.

Kindlasti oled kuulnud suures ruumis rääkides oma hääle kaja. Kaja tekib sellepärast, et hääl, mida sina tekitad, levib ruumi seinteni, peegeldub nendelt ning jõuab sinuni tagasi. Kaja tekib alati, kui heli teel on takistus, aga vaid suures ruumis (piisavalt kaugete takistuste korral) võtab seinani ja tagasi levimine nii palju aega, et kaja oleks võimalik otse allikast tulevast helist eristada. Eriti kaua tuleb kaja oodata, kui hüüda kauge metsa või mäe poole. Tasub proovida, sest niimoodi saab ka ligikaudu teada metsa või mäe kauguse. Mõnikord võib kuulda ka kahte kaja, kui heli peegeldub kahelt eri kaugusel olevalt takistuselt.

Heli peegeldumist (kaja) kasutatakse näiteks kajaloodi töös, kui on vaja merepõhja sügavust määrata või vee alt kalaparvi otsida. Kajalood saadab merepõhja ultrahelisignaali ning registreerib aja, millal signaal tagasi laeva peegeldub. Teades heli levimise kiirust vees, saame arvutada merepõhja sügavuse.

Kajaloodi tööpõhimõte.	Lihtne kajalood. Ekraanil paistab nii veekogu põhi kui ka mõned kalad.

Sama põhimõtet kasutades on võimalik ultraheliga naise kõhus olevat loodet vaadata. Ultrahelilained suunatakse lootele ning registreeritakse aeg, millal peegeldunud heli tagasi jõuab. Kuna erinevatelt loote osadelt võtab peegeldumine erineva aja, on võimalik erinevatest suundadest ultraheli peegeldumise registreerimisega saada lootest pilt.

Looduses kasutavad kajalokatsiooni näiteks nahkhiired ja delfiinid.

Nahkhiired orienteeruvad, kuulates objektidelt ultraheli peegeldusi.	Ultrahelipilt lootest