生活中的声现象

生活中的声现象

声音的产生

声音是由物体振动产生，正在发声的物体叫声源。声音以声波的形式传播。声音只是声波通过固体或液体、气体传播形成的运动。如音叉、琴弦及快速流动的柱状气体如汽笛、笛子和我们说话的声音。声音没有质量，也就是没有重量。

声音特性

响度：人主观上感觉声音的大小（俗称音量），由“振幅”（amplitude）和人离声源的距离决定，振幅越大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大。（单位：分贝dB）音调：声音的高低（高音、低音），由“频率”（frequency）决定，频率越高音调越高（频率单位：赫兹Hz），人耳听觉范围20～20000Hz。

音色：又称音品，波形决定了声音的音色。声音因不同物体材料的特性而具有不同特性，音色本身是一种抽象的东西，但波形是把这个抽象直观的表现。音色不同，波形则不同。典型的音色波形有方波，锯齿波，正弦波，脉冲波等。不同的音色，通过波形，完全可以分辨的。

音调，响度，音色是乐音的三个主要特征，人们就是根据他们来区分声音。

声音的传播

声音以声波的形式传播。声音只是声波通过固体或液体、气体介质传播形成的运动。声音须通过介质才能传输（传播）到我们的耳朵，这些介质能携载振动。然声波不能在真空中传播。因此，在真空情况下不可能听到声音。

声音在空气中的速度随温度的变化而变化，温度每上升/下降5℃，声音的速度上升/下降3m/s。

声音的传播速度随物质的坚韧性的增大而增加，物质的密度减小而减少.如：声音在冰的传播速度比声音在水的传播速度快.冰的坚韧性比水的坚韧性强，但是水的密度大于冰.

常见情况的声音的速度：

空气（15℃）：340m/s，空气（25℃）：346m/s，

水（常温）：1500m/s,海水（25℃）1530m/s，

钢铁：5200m/s，冰：3160m/s

软木：500m/s

声音的类型：

听得见与听不见的声音：人在正常情况下能够听见20Hz到20000Hz的声音。人们把频率高于20000Hz的声音称为超声波，低于20Hz的称为次声波。超声波和次声波是听不见的声音超声波（高于20000Hz）和正常声波（20Hz - 20000Hz）遇到障碍物后会向原传播方向的反方向传播，而部分次声波（低于20Hz）可以穿透障碍物，俄罗斯在北冰洋进行的核试验产生的次声波曾经环绕地球6圈。超低频率次声波比其他声波（10Hz以上的声波）更具对人

的破坏力，一部分可引起人体血管破裂导致死亡，但是这类声波的产生条件极为苛刻，能让人遇上的几率很低。人的发声频率在100Hz（男低音）到10000Hz（女高音）范围内。蝙蝠就能够听见频率高达120000赫兹的超声波，它发出的声波频率也可达到120000赫兹。蝙蝠发出的声音，频率通常在45000赫兹到90000赫范围内。狗能够听见高达50000赫兹的超声波，猫能够听见高达60000赫兹以上的超声波，但是狗和猫发出的声音，都在几十到几千赫兹的范围内。

科学漫步：

1、声音灭火

准备好一张硬纸、剪刀、胶水，我们来做一个声灭火器。其实它只不过是一个圆柱形的纸盒，这个纸盒的做法如下。

先从硬纸上剪下一张边长为20厘米的正方形，把它卷成一个直径约5厘米的圆筒，用胶水把纸筒的接合处粘牢，再从硬纸上剪下两个直径约6厘米的圆。在其中一个圆的中心处剪一个直径约1.5厘米的小圆洞，然后把两个圆粘到纸筒两端把纸筒的两端堵住，使它形成一个圆柱形的纸盒。这就是声灭火器。不过你一定要把粘合处粘牢，千万不要使接缝处漏气。

把一支点燃的蜡烛固定在桌子上。然后用你的左手握住圆纸盒，把它拿到离蜡烛60厘米左右的地方，并且使盒盖上的洞对准蜡烛的火焰。用你右手的食指不停地弹圆纸盒的盒底。圆纸盒发出了“扑扑”的声音。不一会儿，你就会发现蜡烛的火焰被熄灭了。

难道真的是声音把火给扑灭了吗？如果你还不相信，那你还可以多试几次，结果都是一样的。

因为你用力敲击盒底的时候，产生了声音，声音本身是一种波，而声波是有压力的。在这个压力的作用下，火焰便被“压”灭了。这就是声灭火器的道理。

2、声音震碎玻璃

玻璃是混合物，其中有硅酸盐和大量的二氧化硅以及其他的杂质，所以不存在固有频率。但是对于石英玻璃，是有的，在20000*（1+8%）Hz之间。人的声带频率一般不高于2000Hz，因此很少能把玻璃振碎（共振），但是有些特殊的女高音，其声带频率可以达到和玻璃频率很相近的程度，从而振碎玻璃，但是这种情况比较少。

而且声音震碎玻璃要有前提，首先，人出的声音必须与玻璃的共振频率一致，而且，玻璃一定要存在这肉眼看不见的破裂和裂口，只有具备了这些所有的外部条件之后，再加上一点任自己的运气，用声音击碎玻璃是完全有可能的。

2005年“探索”频道《MythBusters》电视节目就探讨了这个问题，摇滚歌手兼歌唱教练杰米．温德拉就用自己的声音击碎了一些玻璃器皿，他尝试过12只酒杯，后来无意中幸运地击碎一只，第一次证明了个人声音就能击碎玻璃的说法是正确的，他击碎玻璃的那一幕被拍成了电视。温德拉的击碎玻璃的咏叹调被纪录为105分贝，音量几乎和电钻钻起来差不多。

第七节 超声波的应用

超声波是频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。 在全球，超声波广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学等领域。

（一）工程学方面的应用：水下定位与通讯、地下资源勘查等。

（二）生物学方面的应用：剪切大分子、生物工程及处理种子等。

（三）诊断学方面的应用：A 型、B 型、M 型、D 型、双功及彩超等。

（四）治疗学方面的应用：理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等。

超声波在医学诊断上的应用

医学上将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查的器官是否有病。如多普勒超声诊断法可以确定血管是否通畅、管腔是否狭窄、闭塞以及病变部位。现在还有立体超声显象、超声CT 、超声内窥镜等超声技术不断涌现出来，并且还可以与其他检查仪器结合使用，使疾病的诊断准确率大大提高。

超声波

在临床

治疗上的应用

超声振动可引起组织细胞内物质运动，可软化组织，增强渗透，提高代谢，促进血液循环，刺激神经系统和细胞功能。也可以利用超声波来击碎病人体内胆结石。