聲音的基本原理

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=====原理聲音是一種壓力波：當(dāng)演奏樂器、拍打一扇門或許敲擊桌面時，他們的振動會惹起介質(zhì)——空氣分子有節(jié)奏的振動，使周圍的空氣產(chǎn)生疏密變化，形成疏密相間的縱波，這就產(chǎn)生了聲波，這類現(xiàn)象會素來連續(xù)到振動消失為止。聲音作為波的一種，頻次和振幅就成了描繪波的重要屬性，頻次的大小與我們平常所說的音高對應(yīng)，而振幅影響聲音的大小。因此，一般的聲音老是包括必然的頻次范圍。人耳能夠聽到的聲音的頻次范圍在20到2萬赫茲之間。高于這個范圍的顛簸稱為超聲波，而低于這一范圍的稱為次聲波。狗和蝙蝠等動物可以聽獲取高達(dá)16萬赫茲的聲音。鯨和大象則能夠產(chǎn)生頻次在15到35赫茲范圍內(nèi)的聲音。特色（一）響度（loudness）：人主觀上感覺聲音的大?。ㄋ追Q音量），由“振幅”（amplitude）和人離聲源的距離決定，振幅越大響度越大，人和聲源的距離越小，響度越大。（單位：分貝dB）（二）音調(diào)（pitch）：聲音的高低（高音、低音），由“頻次”（frequency）決定，頻次越高音調(diào)越高（頻次單位Hz（hertz），赫茲。頻次是每秒經(jīng)過一給定點的聲波數(shù)量，它的測量單位為赫茲，是以海因里?！?shù)婪颉ず掌澋拿置?。（三）音色（Timbre）：又稱音品，波形決定了聲音的音色。聲音因不同樣物體資料的特色而擁有不同樣特色，音色自己是一種抽象的東西，但波形是把這個抽象直觀的表現(xiàn)。音色不同樣，波形則不同樣。典型的音色波形有方波，鋸齒波，正弦波，脈沖波等。不同樣的音色，經(jīng)過波形，圓滿可以分辨的。（四）樂音：有規(guī)則的讓人歡欣的聲音。噪音：從物理學(xué)的角度看，由發(fā)聲體作無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音；從環(huán)境保護(hù)角度看，凡是攪亂人們正常工作、學(xué)習(xí)和歇息的聲音，以及對人們要聽的聲音起攪亂作用的聲音。（五）音調(diào)，響度，音色是樂音的三個主要特色，人們就是依據(jù)他們來劃分聲音。流傳聲音在不同樣的介質(zhì)中流傳的速度也是不同樣的。聲音的流傳速度跟介質(zhì)的抗?fàn)幤胶饬ο嚓P(guān)，反抗平衡力就是當(dāng)物質(zhì)的某個分子偏離其平衡地點時，其周圍的分子就要把它擠回到平衡地點上，而抗?fàn)幤胶饬υ酱?，聲音就流傳的越快。水的抗?fàn)幤胶饬σ瓤諝獾拇?，而鐵的抗?fàn)幤胶饬τ直人拇?。聲音的流傳也與溫度相關(guān)，聲音在熱空氣中的流傳速度比在冷空氣中的流傳速度快。聲音在流傳還與阻力相關(guān)，當(dāng)暴風(fēng)的天氣中，聲音流傳的速度就慢得多。聲音還會因外界物質(zhì)的阻截而發(fā)生折射，比方人面對群山呼叫，便能夠聽獲取自己的回聲。另一個以折射為例：夜晚的聲音流傳的要比白天遠(yuǎn)，是因為白天聲音在流傳的過程中，遇到了上升的熱空氣，進(jìn)而把聲音迅速折射到了空中；夜晚冷空氣下降，聲音會沉穩(wěn)地表慢慢的流傳，不簡單發(fā)生折射。單位赫茲赫茲是頻次單位，記為Hz，指每秒鐘周期性變化的次數(shù)。分貝分貝是用來表示聲音強(qiáng)度的單位，記為dB。聲音重量----圓滿版學(xué)習(xí)資料分享----=====WORD

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=====聲音沒有質(zhì)量，也就是沒有重量。聲音不是物體，但是一個名稱，聲音是一種縱波，波是能量的傳達(dá)形式，它有能量，因此能產(chǎn)奏收效，但是它不同樣于光(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。聽見與聽不見正常人能夠聽見20Hz到20000Hz的聲音，而老年人的高頻聲音減少到10000Hz（或能夠低到6000Hz）左右。人們把頻次高于20000Hz的聲音稱為超聲波，低于20Hz的稱為次聲波。超聲波（高于20000Hz）和正常聲波（20Hz-20000Hz）遇到阻截物后會向原流傳方向的反方向流傳，而部分次聲波（低于20Hz）能夠穿透阻截物，俄羅斯在北冰洋進(jìn)行的核試驗產(chǎn)生的次聲波以前圍繞地球6圈。超低頻次次聲波比其他聲波（10Hz以上的聲波）更具對人的損壞力，一部分可惹起人體血管破碎致使死亡，但是這類聲波的產(chǎn)生條件極為苛刻，能讓人碰上的幾率很低。人的發(fā)聲頻次在100Hz（男低音）到10000Hz（女高音）范圍內(nèi)。蝙蝠便能夠聽見頻次高達(dá)120000赫茲的超聲波，它發(fā)出的聲波頻次也可達(dá)到120000赫茲。蝙蝠發(fā)出的聲音，頻次平常在45000赫茲到90000赫范圍內(nèi)。狗能夠聽見高達(dá)50000赫茲的超聲波，貓能夠聽見高達(dá)60000赫茲以上的超聲波，但是狗和貓發(fā)出的聲音，都在幾十到幾千赫茲的范圍內(nèi)。蝴蝶翅膀扇動頻次很小，每秒大概5次。因此我們一般聽不到蝴蝶翅膀扇動的聲音。應(yīng)用用途．經(jīng)過研究自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的次聲波的特色和產(chǎn)生的機(jī)理，更深入地研究和認(rèn)識這些自然現(xiàn)象的特色與規(guī)律。比方，利用極光所產(chǎn)生的次聲波，能夠研究極光活動的規(guī)律。．利用所接收到的被測聲源產(chǎn)生的次聲波，能夠探測聲源的地點、大小和研究其他特色。比方，經(jīng)過接收核爆炸、火箭發(fā)射或許臺風(fēng)產(chǎn)生的次聲波，來探測出這些次聲源的相關(guān)參量。3．展望自然災(zāi)害性事件。很多難害性的自然現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺風(fēng)等，在發(fā)生以前可能會輻射出次聲波，人們就有可能利用這些預(yù)兆現(xiàn)象來展望和預(yù)告這些災(zāi)害性自然事件的發(fā)生。4．次聲波在大氣層中流傳時，很簡單遇到大氣介質(zhì)的影響，它與大氣層中的風(fēng)和溫度散布等因素有著親近的聯(lián)系。因此，能夠經(jīng)過測定自然或人工產(chǎn)生的次聲波在大氣中的流傳特色，探測出某些大規(guī)模氣象的性質(zhì)和規(guī)律。這類方法的優(yōu)點在于能夠?qū)Υ蠓秶髿膺M(jìn)行連續(xù)不停的探測和監(jiān)察。5．經(jīng)過測定次聲波與大氣中其他顛簸的相互作用的結(jié)果，探測這些活動特色。比方，在電離層中次聲波的作用使電波流傳遇到前進(jìn)性攪亂，能夠經(jīng)過測定次聲波的特色，進(jìn)一步揭示電離層擾動的規(guī)律。．人和其他生物不只能夠?qū)Υ温暡óa(chǎn)生某些反響，而且他（或它）們的某些器官也會發(fā)出稍微的次聲波。因此，能夠利用測定這些次聲波的特色來認(rèn)識人體或其他生物相應(yīng)器官的活動情況。超聲波應(yīng)用．利用超聲波的巨大能量還能夠夠把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎．．清理金屬部件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事．假如在放有這些物品的沖刷液中通入超聲波，沖刷液的強(qiáng)烈振動沖擊物品上的污垢，能夠很快沖刷潔凈．．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)部能否有氣泡、空洞和裂紋----圓滿版學(xué)習(xí)資料分享----=====WORD圓滿版----可編寫----專業(yè)資料分享=====4．人體各個內(nèi)臟的表面對超聲波的反射能力是不同樣的，健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不同樣樣．平常說的“B超”就是依據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生解析體內(nèi)的病變．不同樣速度空氣（15℃）：340m/s，空氣（25℃）：346m/s，水（常溫）：1500m/s,海水（25℃）1530m/s，鋼鐵：5200m/s，冰：3160m/s軟木：500m/s，松木：3320m/s尼龍：2600m/s水泥：4800m/s聲音在空氣中的流傳速度還與壓強(qiáng)和溫度相關(guān)。聲音的流傳需要物質(zhì)，物理學(xué)中把這樣的物質(zhì)叫做介質(zhì)。聲音在空氣中的速度隨溫度的變化而變化，溫度每上漲

/下降

5℃，聲音的速度上漲

/下降3m/s。聲音的流傳最要點的因素是要有介質(zhì)，介質(zhì)指的是所有固體，液體平和體，這是聲音能流傳的前提。因此，真空不能夠傳聲。物理參量有聲源離察看者的距離，聲源的震動頻次，流傳介質(zhì)相關(guān)。聲音的流傳速度隨物質(zhì)的堅韌性的增大而增加，物質(zhì)的密度減小而減少.如：聲音在冰的流傳速度比聲音在水的流傳速度快.冰的堅韌性比水的堅韌性強(qiáng)，但是水的密度大于冰.這減少了聲音在水與冰的流傳速度的差距

.格式可寫為：c=ρ*Cc：聲速C：堅韌性

(coefficientofstiffness)ρ：密度噪聲信息聲音的實質(zhì)是顛簸。受作用得空氣發(fā)生振動，當(dāng)震動頻次在20-20000Hz時，作用于人的耳鼓膜而產(chǎn)生的感覺稱為聲音。聲源能夠是固體、也能夠是流體（液體平和體）的振動。聲音的傳媒介質(zhì)有空氣﹑水和固體，它們分別稱為空氣聲、水聲和固體聲等。噪聲監(jiān)測主要討論空氣聲。人類是生活在一個聲音的環(huán)境中，經(jīng)過聲音進(jìn)行發(fā)言、表達(dá)思想感情以及睜開各樣活動。但有些聲音也會給人類帶來危害。比方，響徹云霄的機(jī)器聲，吼叫而過的飛機(jī)聲等。這些為人們生活和工作所不需要的聲音叫噪聲，從物理現(xiàn)象判斷，所有無規(guī)律的或隨機(jī)的聲信號叫噪聲；噪聲的判斷還與人們的主觀感覺和心理因素相關(guān)，即所有不希望存在的攪亂聲都叫噪聲，比方，在某些時候，某些情緒條件下音樂也可能是噪聲。環(huán)境噪聲的根源有四種：一是交通噪聲，包括汽車、火車和飛機(jī)等所產(chǎn)生的噪聲；二是工廠噪聲，如鼓風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)，織布機(jī)和沖床等所產(chǎn)生的噪聲；三是建筑施工噪聲，像打樁機(jī)、挖土機(jī)和混凝土攪拌機(jī)等發(fā)出的聲音；四是社會生活噪聲，比方，高音喇叭，收錄機(jī)等發(fā)出的過強(qiáng)聲音。----圓滿版學(xué)習(xí)資料分享

----=====WORD圓滿版----可編寫----專業(yè)資料分享=====怎樣控制噪音1．在聲源處防范噪聲產(chǎn)生，如摩托車上的消音器、城區(qū)禁止鳴笛等；．阻斷噪聲的流傳，如城市道路旁的隔聲板等；．防范噪聲進(jìn)悅耳朵，如工廠的工人帶防噪聲耳罩等。發(fā)生、頻次、波長和聲速頻次：聲源在一秒中內(nèi)振動的次數(shù)，記作f。單位為Hz。周期：聲源振動一次所經(jīng)歷的時間，記作T，單位為s。T=1/f波長：沿聲波流傳方向，振動一個周期所流傳的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點間距離，記為λ，單位為m。聲速：聲波每秒在介質(zhì)中流傳的距離，記作c，單位為m/s。聲速與流傳聲音的介質(zhì)和溫度相關(guān)。聲速約為345m/s。頻次f、波長λ和聲速c三者之間的關(guān)系是：c=λf當(dāng)物體在空氣中振動，使周圍空氣發(fā)生疏、密交替變化并向外傳達(dá)，且這類振動頻次在20-20000Hz之間，人耳能夠感覺，稱為可聽聲，簡稱聲音，噪聲監(jiān)測的就是這個范圍內(nèi)的聲波。頻次低于20Hz的叫次聲，高于20000Hz的叫超聲，它們作用到人的聽覺器官時不惹起聲音的感覺，因此不能夠聽到。聲音試驗聲音滅火假如我問你，失火的時候應(yīng)當(dāng)用什么來把它撲滅。你會絕不狐疑地說“自然是用水啦”。那我再問你，你是怎樣熄滅蠟燭的？你也會絕不狐疑的說“自然是用嘴來把它吹滅啦”。你的回答是不錯的。在平常生活中，這是我們最常用的滅火和滅燭的方法。但是我倒是用聲音來熄滅蠟燭的，奇怪嗎？把一支點燃的蠟燭固定在桌子上。此后用你的左手握住圓紙盒，把它拿到離蠟燭60厘米左右的地方，而且使盒蓋上的洞瞄準(zhǔn)蠟燭的火焰。用你右手的食指不停地彈圓紙盒的盒底。圓紙盒發(fā)出了“撲撲”的聲音。不一會兒，你就會發(fā)現(xiàn)蠟燭的火焰被熄滅了。莫非真的是聲音把火給撲滅了嗎？假如你還不相信，那你還能夠夠多試幾次，結(jié)果都是相同的。因為你使勁敲擊盒底的時候，產(chǎn)生了聲音，聲音自己是一種波，而聲波是有壓力的。在這個壓力的作用下，火焰便被“壓”滅了。這就是聲滅火器的道理。聲音震碎玻璃玻璃是混淆物，其中有硅酸鹽和大量的二氧化硅以及其他的雜質(zhì)，因此不存在固有頻次。但是關(guān)于石英玻璃，是有的，在20000*（1+8%）Hz之間。人的聲帶頻次一般不高于2000Hz，因此很少能把玻璃振碎（共振），但是有些特其他女高音，其聲帶頻次能夠達(dá)到和玻璃頻次很周邊的程度，進(jìn)而振碎玻璃，但是這類情況比較少。而且聲音震碎玻璃要有前提，第一，人出的聲音必然與玻璃的共振頻次一致，而且，玻璃必然要存在這肉眼看不見的破碎和裂口，只有具備了這些所有的外面條件今后，再加上一點任自己的運氣，用聲音擊碎玻璃是圓滿有可能的。2005年“研究”頻道《MythBusters》電視節(jié)目就商議了這個問題，搖滾歌手兼歌唱教練杰米．溫德拉就用自己的聲音擊碎了一些玻璃器皿，他試一試過12只酒杯，今后沒心中好運地?fù)羲橐恢唬谝淮巫C了然個人聲音就能擊碎玻璃的說法是正確的，他擊碎玻璃的那一幕被拍成了電視。溫德拉的擊碎玻璃的詠嘆調(diào)被紀(jì)錄為105分貝，音量幾乎和電鉆鉆起來差不多。物理聲音----圓滿版學(xué)習(xí)資料分享----=====WORD圓滿版----可編寫----專業(yè)資料分享=====物理中聲音是由物體振動發(fā)生的，正在發(fā)聲的物體叫做聲源.聲音的流傳是需要介質(zhì)的，這個介質(zhì)能夠是空氣，水，固體.自然在真空中，聲音不能夠流傳.剛才提到聲音是由物體振動發(fā)聲的，物體在一秒鐘之內(nèi)振動的次數(shù)叫做頻次，單位是赫茲，字母Hz.人的耳朵能夠聽到20Hz-----20000Hz的聲音.最敏感是1000Hz-----3000Hz之間的聲音.聲音在空氣中（15°）的流傳為340米/秒.聲音在不同樣介質(zhì)中流傳速度是固體>液體>氣體，聲的流傳速度與介質(zhì)的種類和介質(zhì)的溫度相關(guān).物理中，音調(diào)指樂音的高低，響度指聲音的大小，音色指聲音的特色，要劃分開.有時，我們站在山上高呼，會聽到我們的