乐音的波形图噪声的波形图第30页，共42页，星期日，2025年，2月5日声学知识科普第1页，共42页，星期日，2025年，2月5日声音的产生我们周围是充满声音的世界。不论是有生命或者无生命的各个角落里，到处都充满着声音。正是由于声音的存在，人们才能互相交谈，表达感情，我们才能听广播，欣赏音乐。可见，声音同人们的生活是这样的紧密相关，那么声音究竟是怎样发生的呢？我们稍微留意地观察以下所听到的声音，就会发现，它们的根源都来自于物体的振动。声音是一种连续的波。第2页，共42页，星期日，2025年，2月5日我们把能够发出声音的物体叫做声源，但声源不一定非是固体不成，气体和液体也一样会因振动而发声。比如说笛子就是靠空气柱的振动发声，汽笛就是靠蒸汽通过汽笛时振动发声的，海水的波浪声，就是液体振动的结果。第3页，共42页，星期日，2025年，2月5日声音的传播然而，仅仅依靠振动我们也无法听到悦耳的声音，声音的传播需要物质，物理学中把这种物质叫做声的介质。但声音是无法在真空中传播的。我们来看一个实验：如果把一个钟放在一个带抽气机的大玻璃瓶里，当瓶里空气没有抽出时，钟的滴答声听得很清楚；当空气逐渐被抽出时，滴答声就逐渐减小了；当空气抽到真空时，钟声也就听不见了。空气抽到真空第4页，共42页，星期日，2025年，2月5日频率总之，振动的物体是声音的声源，振动在弹性介质（气体、固体和液体）中，以波的方式进行传播，这个弹性波就叫做声波，一定频率范围的声波作用于人耳就产生了声音的感觉。敲一下音叉，它就会一来一回的摆动。这个有规则的摆动就叫振动。音叉往返一次算作一次振动，每秒振动的次数叫频率，用来表示，单位是赫。1千赫或1000赫表示每秒经过一给定点的声波有1000个周期。但不是所有的振动人耳都听得见，只有频率为20～20000赫的振动人耳才能产生声音的感觉。低于20赫的声波叫次声，高于20000赫的声音叫超声。第5页，共42页，星期日，2025年，2月5日虽然正常人能够听见20Hz到20000Hz的声音，但老年人的高频声音减少到10000Hz（或可以低到6000Hz）左右。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。第6页，共42页，星期日，2025年，2月5日人的发声频率在100Hz（男低音）到10000Hz（女高音）范围内。
蝙蝠就能够听见频率高达120000赫的超声波，它发出的声波频率也可达到120000赫。蝙蝠发出的声音，频率通常在45000赫到90000赫范围内。狗能够听见高达50000赫的超声波，猫能够听见高达60000赫以上的超声波，但是狗和猫发出的声音，都在几十到几千赫的范围内。需要提醒一下，在空气中传播的声波只是波动形式，空气本身并不传走，它只是在原地振动。这如同水波一样，在水上的漂浮物只是来回振动，并不传走，传走的只是水波的波动形式。注意第7页，共42页，星期日，2025年，2月5日声速声波在一定介质中传播的速度叫声速，用c来表示，单位是米/秒。在常温（20℃）和标准大气压下，空气中的声速是344米/秒。但声速不是固定不变的，当温度发生变化时，声速也随着发生变化，在0℃时，声速c=331.5米/秒，每增加1℃，声速增加0.607米/秒。在不同的介质中，声速也是不同的。第8页，共42页，星期日，2025年，2月5日第9页，共42页，星期日，2025年，2月5日声波声波波长，声速c，频率是声波的三个基本量，它们之间的关系为。在常温下，在空气中，当f=20赫时，=17.2米，当f=2000赫时，=1.72厘米。因此，在常温下，空气中人耳可听声波的波长在1.72厘米～17.2米之间。由此可看出，声音的频率高，波长就短；频率低，波长就长。第10页，共42页，星期日，2025年，2月5日声波的传