Термофон - акустический излучатель, действие которого основано на явлении термической генерации звука. Основной элемент термофона – тонкий проводник (полоска металлической фольги, проволочка толщиной 2– 6 мкм), по которому протекает переменный ток частоты ω. Периодические изменения температуры проводника и окружающего его слоя воздуха вызывают соответственные колебания давления, распространяющиеся в среде в виде звуковой волны. Частота излучаемого звука ω₁ =2ω; так как количество выделяющегося в проводнике тепла пропорционально квадрату силы тока. Для того чтобы ω₁ =ω, через фольгу или проволочку пропускают ещё постоянный ток, величина которого превышает амплитуду переменного. Излучающий проводник обычно помещают в камеру с жёсткими стенками, размеры которой меньше длины звуковой волны λ. Амплитуда звукового давления в полости камеры может быть вычислена по амплитуде тока с учётом теплоёмкости, теплопроводности и температуры окружающей среды и проводника, давления окружающей среды и геометрических параметров. Поэтому термофон применяется как первичный источник звука для калибровки микрофонов. Для расширения частотного диапазона термофона его камеру заполняют газом с большей по сравнению с воздухом скоростью звука (водородом или гелием), тогда используемое при расчёте звукового давления условие малости размеров камеры относительно длины волны выполняется до более высоких частот. На тепловом принципе работает также ионофон.

Термофон Приса состоит из металлического, закрепленного на окружности диска, середина которого слегка оттянута посредством платиновой проволоки. Проходящие через эту проволоку телефонные токи периодически изменяют ее температуру и, следовательно, и длину и приводят вместе с тем в соответственные колебания и самый диск. Действие прибора очень слабо.

Радиотехниками мощных передающих радиостанций было замечено, что при возникновении на антенных устройствах более или менее устойчивого разряда (так называемый коронный или факельный разряд), вблизи от разряда слышна звуковая передача радиостанции. Исследование этого явления показало, что разряд служит источником звука вследствие изменения объема, занятого разрядом, в такт с частотой модуляции. На этом принципе основан излучатель звука, называемый «ионофоном». Ионофон представляет собой звукопроизводящее устройство, использующее изменение состояния ионизированного газа (воздуха) для излучения звуковых и ультразвуковых волн. Для ионизации воздуха используется высокочастотное напряжение от генератора высокой частоты; частота генератора порядка 20 Мгц и напряжение 8–10 кВ. Этот генератор модулируется напряжением звуковой, частоты от усилителя низкой частоты. Модулированное звуковой частотой напряжение высоком частоты подается на платиновый электрод, впаянный в трубку па плавленого кварца; вторым электродом («земля») служит металлическое кольцо па кварцевой трубке. Между этими электродами, образующими конденсатор, протекает емкостный ток (так называемый ток смещения). Иногда кварцевая трубка окружается «рубашкой», из которой выкачан воздух. Кварцевая трубка далее соединяется с рупором обычного типа. На платиновом электроде образуется разряд; высокая температура разрядного промежутка и. высокая частота создают условия для достаточно высокой ионизации воздуха в трубке.

При подаче модулированного напряжения высокой частоты объем разрядного пространства изменяется пропорционально напряжению звуковой частоты. Состояние элемента объема ионизированного воздуха в разрядном пространстве зависит в основном от его температуры согласно уравнению состояния pV = RT. Изменение температуры Т приводит к изменению произведения pV. Скорость изменения температуры определяется количеством тепла, выделяемого в единицу времени в разрядном пространстве и скоростью отвода тепла.

Термофон используется как метод определения порога слышимости. Сила звука термофона зависит от объема камеры, в которую поступают колебания. Если термофон, помещенный в камере, плотно прижать к уху или монтировать в капсюле, вставляемой в слуховой канал, то, зная объем камеры, силу тока, проходящего через термофон, и размеры накаливаемого листка, можно вычислить силу звука в ухе в абсолютных единицах даже при самых слабых звуках на пороге слышимости. При измерении же по методу Вина при помощи телефона силу звука на пороге слышимости удавалось определить лишь при помощи экстраполяции со стороны более сильных звуков, что привело к значительным ошибкам. Громадную разницу в чувствительности между высокими и низкими тонами в 108 раз весьма трудно объяснить с точки зрения резонансной теории, на что указал сам Вин.

Термофон был создан в процессе поиска новых возможных принципов передачи и воспроизведения звука, ему не удалось заменить телефон, так как получаемый с его помощью звук слишком тихий.

В основном термофон используется как первичный источник звука для калибровки микрофонов

Листы углеродных нанотрубок могут работать как громкоговорители.

Команда китайских учёных из университета Пекина создали тонкий лист из выровненных в одном направлении нанотрубок диаметром порядка 10 нанометров. Когда они попробовали подать на него ток (с частотой аудиосигнала), оказалось, что лист может издавать звуки, будто совершенно плоский динамик.

Поначалу команда ученых решила, что лист движется аналогично громкоговорителю. Обыкновенный громкоговоритель состоит из трёх основных элементов: диффузора, подвижной катушки из проволоки и постоянного магнита. При подаче электрического сигнала на выводы катушки на её полюсах возникает магнитное поле, которое взаимодействует с полем магнита. В результате катушка вместе с диффузором начинает перемещаться относительно последнего. Эти сдвиги вызывают колебания воздуха и, как следствие, появляется звук.

Однако показания лазерного виброметра свидетельствовали – никакого движения нет. Тогда учёные решили, что дело в термоакустическом эффекте.

Дальнейшие анализы показали, что ток, проходящий по листу, изменяет его температуру в пределах 20-80 градусов по Цельсию. Эти весьма быстрые колебания температуры изменяют давление воздуха вблизи листа, что в свою очередь приводит к появлению звука.

В отличие от стандартного термофона лист из углеродных нанотрубок звучит весьма громко. Это обусловлено необычными свойствами нанотрубок. Ключевым параметром, определяющим силу звука, является удельная теплоёмкость материала. К примеру, у листа из углеродных нанотрубок она в 260 раз меньше, чем у платиновой фольги. Это означает, что первый воспроизводит звуковые волны в 260 раз эффективнее, то есть звучит значительно громче.