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【專家解說】：聲音 什么是聲音？ 聲音是由物體振動產(chǎn)生，正在發(fā)聲的物體叫聲源。 聲音只是壓力波通過空氣的運動。壓力波振動內(nèi)耳的小骨頭，這些振動被轉(zhuǎn)化為微小的電子腦波，它就是我們覺察到的聲音。內(nèi)耳采用的原理與麥克風捕獲聲波或揚聲器的發(fā)音一樣，它是移動的機械部分與氣壓波之間的關(guān)系。自然，在聲波音調(diào)低、移動緩慢并足夠大時，我們實際上可以“感覺”到氣壓波振動身體。因此我們用混合的身體部分覺察到聲音。 返回聲源？ 先從聲源開始。用鼓槌捶擊軍鼓，鼓槌捶擊在鼓頭的穹形鼓皮上，鼓皮振動，振動的鼓皮然后就推動空氣，產(chǎn)生從鼓頭和鼓體發(fā)出并散開的壓力波。因此，“壓力波”從聲源向外發(fā)出并散開。為了證明這一點，向公園內(nèi)的池塘或家中的水槽內(nèi)拋入一個石頭，看看落入水中的物體產(chǎn)生的水波是如何從被干擾的波源散開的。另外注意，如果拋入水槽或象碗一樣的封閉容器中，波紋／振動是如何碰到邊緣、然后從壁上反彈回的。觀察封閉容器內(nèi)的波紋/水波，就給了你一些聲音是如何在封閉的屋子里移動，從墻壁上反彈回的概念。另外注意，石頭／石塊越大，產(chǎn)生波紋的間距就遠遠比小物體的要大。 聲音的重量 聲音沒有質(zhì)量，也沒有重量。聲音不是物體，只是一個名稱，聲音是一種機械縱波,波是能量的傳遞形式，它有能量,所以能產(chǎn)生效果,但是它不同于光(電磁波),光有質(zhì)量有能量有動量,聲音在物理上只有壓力，沒有質(zhì)量. 聲音特性 （一）響度：人主觀上感覺聲音的大小，由“振幅”決定，振幅越大響度越大。（單位：分貝dB） （二）音調(diào)：聲音的高低，由“頻率”決定，頻率越高音調(diào)越高（頻率單位Hz，赫茲[/url，人耳聽覺范圍20～20000Hz。20Hz以下稱為次聲波，20000Hz以上稱為超聲波）例如，低音端的聲音或更高的聲音，如細弦聲。 （三）音色：聲音的特性，由發(fā)生物體本身材料、結(jié)構(gòu)決定。 頻率是每秒經(jīng)過一給一定點的聲波數(shù)量，它的測量單位為赫茲，是以一個名叫海里奇R.赫茲的音響奇人命名的。此人設(shè)置了一張桌子，演示頻率是如何與每秒的周期相關(guān)的。 1千赫或1000赫表示每秒經(jīng)過一給定點的聲波有1000個周期，1兆赫就是每秒鐘有1,000,000個周期，等等。 單個正弦波周期 “周期”表示一個波周期從0dB/靜音至全部打開又返回的一個全周期。上面所示為正弦波的一個單周期。中線為0dB,即靜音。波高為音量，從左至右為時間?！安ㄩL”為從左至右的峰—峰距離。 與用于廣播或電視信號等，還有其它的一樣，頻率進一步分為VHF（甚高頻）和UHF（超高頻）。人在年輕時可以聽到約20Hz到20,000Hz(20KHz)的頻率范圍，這是消費類CD的額定頻率范圍。人的聽力從12歲以后開始下降，經(jīng)常性處于聲壓級極大的情況下會導致我們聽力的靈敏度下降。因此，聲音具有音量/振幅和頻率/音調(diào)，另外還有基于時間的聲音結(jié)構(gòu)。聲音達到最大音量有多快，可持續(xù)多長時間以及聲音消失直到聽不到時需多長時間。所使用的最基本術(shù)語有： （一）“上升”：聲波從靜音達到最大振幅或音量所需的時間。 （二）“衰變”：聲波達到最大振幅/音量后消失為靜音所需的時間。 聲音的“音量-時間”形狀特性叫作“振幅包絡(luò)”。 簡單包絡(luò)：“上升”達到最大音量并不是立即完成的。聲音然后緩緩地衰變。 將上述振幅/音量包絡(luò)用正弦波表示的結(jié)果 聲波的包絡(luò)：在實際生活中，聲音是混雜的，含有以不同振幅包絡(luò)層迭的許多頻率。 聲音的應(yīng)用 次、超聲波也是聲音的一種聲音的用處有很多。 （1）通過研究自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生的機理，更深入地研究和認識這些自然現(xiàn)象的特征與規(guī)律。例如，利用極光所產(chǎn)生的次聲波，可以研究極光活動的規(guī)律。 （2）利用所接收到的被測聲源產(chǎn)生的次聲波，可以探測聲源的位置、大小和研究其他特性。例如，通過接收核爆炸、火箭發(fā)射或者臺風產(chǎn)生的次聲波，來探測出這些次聲源的有關(guān)參量。 （3）預測自然災害性事件。許多災害性的自然現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、龍卷風、雷暴、臺風等，在發(fā)生之前可能會輻射出次聲波，人們就有可能利用這些前兆現(xiàn)象來預測和預報這些災害性自然事件的發(fā)生。 （4）次聲波在大氣層中傳播時，很容易受到大氣介質(zhì)的影響，它與大氣層中的風和溫度分布等因素有著密切的聯(lián)系。因此，可以通過測定自然或人工產(chǎn)生的次聲波在大氣中的傳播特性，探測出某些大規(guī)模氣象的性質(zhì)和規(guī)律。這種方法的優(yōu)點在于可以對大范圍大氣進行連續(xù)不斷的探測和監(jiān)視。 （5）通過測定次聲波與大氣中其他波動的相互作用的結(jié)果，探測這些活動特性。例如，在電離層中次聲波的作用使電波傳播受到行進性干擾，可以通過測定次聲波的特性，進一步揭示電離層擾動的規(guī)律。 （6）人和其他生物不僅能夠?qū)Υ温暡óa(chǎn)生某些反應(yīng)，而且他（或它）們的某些器官也會發(fā)出微弱的次聲波。因此，可以利用測定這些次聲波的特性來了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動情況。 超聲波的應(yīng)用： （1）利用超聲波的巨大能量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎． （2）金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事．如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈． （3）用超聲波探測金屬、陶瓷混凝土制品，甚至水庫大壩，檢查內(nèi)部是否有氣泡、空洞和裂紋 （4）人體各個內(nèi)臟的表面對超聲波的反射能力是不同的，健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣．平常說的“B超”就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變．