HeavenFox's Space

零 前言

和光学一样,我写一篇文章来归纳声学的所有重点.这篇文章将会相当短小

一 声的产生

声音是由物体振动产生的.例如,鼓能够发声是因为鼓面发生了振动.

可振动不容易被直接观察到.因此,我们常用这些方法:在物体上放一杯水,看水面是否振动;放一些米粒或纸屑,看他们是否跳动.

声学实验中最常用的发声体是音叉.音叉就是一块U字形铁块,下面连在一个底座上.用音叉来探究声音的产生基本步骤是,把音叉敲响,然后让一个悬挂着的乒乓球接触它,看乒乓球是否被弹起.

二 声的传播

声的传播需要介质,真空不能传声.空气是介质,因此在地球上声音可以传播.而月球上宇航员相距再近也需要通过无线电,因为月球上近乎于真空.

我们可以通过真空罩实验来探究这一点.在抽出空气的同时,真空罩里的发声体传出的声音越来越小.我们可以推理,当空气被完全抽光时我们就完全听不见了.发声体仍然在振动,只是产生的声音听不见了而已.

另外,声以波的形式传播.

三 音色 音调 响度

声音的属性有三个:音色音调和响度.

音色就是声音的"风格",是我们判断发声体的主要依据,由发声体的材料和结构决定.

音调就是音高,是声音的高低,例如"so"的音调比"do"要高,音调由发声体振动的频率决定.

响度就是声音的大小,也就是电视机上的音量,由发声体振动的振幅决定.

四 次声与超声

首先,上面讲到了音调,还有音调由频率决定.频率的单位是赫兹(Hz),等价于次每秒.

我们能听到的声音是由一个范围的,人类的听觉范围是20Hz-20000Hz之间

其他动物和我们的听觉范围不同,例如狗就比人大很多.

如果低于这个频率或者高于这个频率,那么我们就听不到了.

低于这个频率叫次声波,高于这个频率叫超声波.

很多时候我们需要判断次声还是超声.例如,动物在发生地震之前会仓皇逃跑是因为听到了什么,渔民用什么来探测海底的鱼群等等.

通常情况下根据一点即可判断:次声无好事.像地震,海啸...发出的都是次声

而好事基本都是超声.例如碎石探测鱼群等等.

五 噪音的危害和控制

噪音的定义有两种:物理上和环保上.

物理上的定义是,发声体作无规则运动发出的声音是噪音.

而环保上的定义是,凡是影响人正常工作学习生活的声音,以及对我们想听的声音造成干扰的声音是噪音.

前者的"应用"--答题上的应用--是,根据波形图判断噪音还是乐音.假如波形图呈无规则锯齿状就是噪音.

后者的"应用"是,判断舞台上口技演员模仿的枪炮声以及商家喇叭里放出巨大的音乐声是否是噪音.答案,后者是前者不是.

人们用分贝(dB)来表示声音的强弱.规定0分贝是人耳能听到的最小声音.因此,0分贝声音我们能够听到.

有三个数字需要背:

为了保护听力;声音不可超过90dB;
为了保证工作和学习,声音不可超过70dB;
为了保证休息和睡眠,声音不可超过50dB.

六 声的应用

声音可以传递信息,也可以传递能量.例如,前者的应用包括我们日常的对话,用手拍一拍西瓜即可知道是否成熟,等等.

后者的应用包括用超声碎石等.