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之狂想资料篇 一 ——声、超声、次声(1/7)

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什么是声音?

声音是由物体振动产生,正在发声的物体叫声源。

声音只是压力波通过空气的运动。压力波振动内耳的小骨头,这些振动被转化为微小的电子脑波,它就是我们觉察到的声音。内耳采用的原理与麦克风捕获声波或扬声器的发音一样,它是移动的机械部分与气压波之间的关系。自然,在声波音调低、移动缓慢并足够大时,我们实际上可以“感觉”到气压波振动身体。因此我们用混合的身体部分觉察到声音。

返回声源?

先从声源开始。用鼓槌捶击军鼓,鼓槌捶击在鼓头的穹形鼓皮上,鼓皮振动,振动的鼓皮然后就推动空气,产生从鼓头和鼓体发出并散开的压力波。因此,“压力波”从声源向外发出并散开。为了证明这一点,向公园内的池塘或家中的水槽内抛入一个石头,看看落入水中的物体产生的水波是如何从被干扰的波源散开的。另外注意,如果抛入水槽或象碗一样的封闭容器中,波纹/振动是如何碰到边缘、然后从壁上反弹回的。观察封闭容器内的波纹/水波,就给了你一些声音是如何在封闭的屋子里移动,从墙壁上反弹回的概念。另外注意,石头/石块越大,产生波纹的间距就远远比小物体的要大。

声音的重量

声音没有质量,也没有重量。声音不是物体,只是一个名称,声音是一种机械纵波,波是能量的传递形式,它有能量,所以能产生效果,但是它不同于光(电磁波),光有质量有能量有动量,声音在物理上只有压力,没有质量.

声音特性

(一)响度:人主观上感觉声音的大小,由“振幅”决定,振幅越大响度越大。(单位:分贝db)

(二)音调:声音的高低,由“频率”决定,频率越高音调越高(频率单位hz,赫兹[/url,人耳听觉范围20~20000hz)例如,低音端的声音或更高的声音,如细弦声。

(三)音色:声音的特性,由发生物体本身材料、结构决定。

频率是每秒经过一给一定点的声波数量,它的测量单位为赫兹,是以一个名叫海里奇r.赫兹的音响奇人命名的。此人设置了一张桌子,演示频率是如何与每秒的周期相关的。

1千赫或1000赫表示每秒经过一给定点的声波有1000个周期,1兆赫就是每秒钟有1,000,000个周期,等等。

单个正弦波周期

“周期”表示一个波周期从0db/静音至全部打开又返回的一个全周期。上面所示为正弦波的一个单周期。中线为0db,即静音。波高为音量,从左至右为时间。“波长”为从左至右的峰—峰距离。

与用于广播或电视信号等,还有其它的一样,频率进一步分为vhf(甚高频)和uhf(超高频)。人在年轻时可以听到约20hz到20,000d的额定频率范围。人的听力从12岁以后开始下降,经常性处于声压级极大的情况下会导致我们听力的灵敏度下降。因此,声音具有音量/振幅和频率/音调,另外还有基于时间的声音结构。声音达到最大音量有多快,可持续多长时间以及声音消失直到听不到时需多长时间。所使用的最基本术语有:

(一)“上升”:声波从静音达到最大振幅或音量所需的时间。

(二)“衰变”:声波达到最大振幅/音量后消失为静音所需的时间。

声音的“音量-时间”形状特性叫作“振幅包络”。

简单包络:“上升”达到最大音量并不是立即完成的。声音然后缓缓地衰变。

将上述振幅/音量包络用正弦波表示的结果

声波的包络:在实际生活中,声音是混杂的,含有以不同振幅包络层迭的许多频率。

超声波的简介

我们知道,当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20~20,000赫兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时,我们便听不见了。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1~5兆赫。超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远等特点。可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石等。在医学,军事,工业,农业上有明显的作用.

理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度.这就是超声波加湿器的原理.对于咽喉炎.气管炎等疾病,药品很难血流到打患病的部位.利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够疗效.利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎.

超声波的产生

声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。超声波是指振动频率大于20khz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的上限(20000hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同

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