声音
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声音是通过物体振动产生的声音是通过介质(空气或固体、液体)传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。
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[编辑] 声音的原理
声音是一种压力波:当演奏乐器、拍打一扇门或者敲击桌面时,他们的振动会引起介质——空气分子有节奏的振动,使周围的空气产生疏密变化,形成疏密相间的纵波,这就产生了声波,这种现象会一直延续到振动消失为止。
声音作为波的一种,总可以被分解为不同频率不同强度正弦波的叠加。這種變換(或分解)的過程,稱為傅立葉變換(Fourier Transform)。因此,一般的声音总是包含一定的频率范围。人耳可以听到的声音的频率范围在20到2万赫兹之间。高于这个范围的波动称为超声波,而低于这一范围的称为次声波。狗和蝙蝠等动物可以听得到高达16万赫兹的声音。鲸和大象则可以产生频率在15到35赫兹范围内的声音。
[编辑] 声音的传播
声音在不同的介质中传播的速度也是不同的。声音的传播速度跟介质的反抗平衡力有关,反抗平衡力就是当物质的某个分子偏离其平衡位置时,其周围的分子就要把它挤回到平衡位置上,而反抗平衡力越大,声音就传播的越快。水的反抗平衡力要比空气的大,而铁的反抗平衡力又比水的大。经科学家测量,在0摄氏度的空气中,声音的传播速度是332米/秒;在水中的传播速度是1450米/秒;在铁中的传播速度是5000米/秒。声音的传播也与温度有关,声音在热空气中的传播速度比在冷空气中的传播速度快。另外声音在传播还与阻力有关,当大风的天气中,声音传播的速度就慢得多。声音还会因外界物质的阻挡而发生折射,例如人面对群山呼喊,就可以听得到自己的回声。另一个发个折射的例子就是晚上的声音传播的要比白天远,是因为白天声音在传播的过程中,遇到了上升的热空气,从而把声音快速折射到了空中;晚上冷空气下降,声音会沉着地表慢慢的传播,不容易发生折射。
[编辑] 声音的单位
[编辑] 赫兹
赫兹是频率单位,记为Hz,指每秒钟周期性变化的次数。参见赫兹.
[编辑] 分贝
分贝是用来表示声音强度的单位,记为dB 。参见分贝。
[编辑] 声音的应用
[编辑] 超声波
超声波被广泛应用于工业、军事、医疗等行业。在工业上,常用超声波来清洗精密零件,原理是利用超声波在清洗液中产生震荡波使清洗液产生瞬间的小气泡,从而冲洗零件的每个角落。军事上,潜艇用声纳来发现敌军的舰船与潜艇。在医疗上,可以利用越声波进行洗牙和超声波碎胆结石等等应用。
[编辑] 次声波
由火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等许多灾害性事件发生前都会产生出次声波,人们就可以利用这种前兆来预报灾害事件的发生。在军事上,可用利用核试验、火箭运行等产生的次声波获得相关的数据。
[编辑] 声音的危害
[编辑] 超声波
[编辑] 次声波
次声波会干扰人的神经系统正常功能,危害人体健康。一定强度的次声波,能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。有人认为,晕车、晕船就是车、船在运行时产生的次声波引起的。在大风天气,高层建筑里的人往往感到头晕、恶心,这也是因为大风使高楼摇晃产生次声波的缘故。
[编辑] 噪声污染
随着社会的进步,噪声污染已经成为社会突显问题。据调查,噪音每上升一分贝, 高血压发病率就增加3%。影响人的神经系统, 使人急躁、易怒。影响睡眠, 造成疲倦。