怎么形成聲波聲波如何傳播原理
怎么形成聲波聲波如何傳播原理
聲波的產(chǎn)生是由于物體的機(jī)械震動(dòng)而產(chǎn)生的。怎么形成聲波？聲波是如何傳播的?下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的怎么形成聲波，歡迎閱讀。
怎么形成聲波
從物理現(xiàn)象而言，物體振動(dòng)后接觸到空氣，激振空氣而發(fā)生空氣壓力的波動(dòng)。形成空氣質(zhì)點(diǎn)向外傳送，產(chǎn)生稠密層與稀疏層。也就是空氣的分子被交替地壓緊與放松，空氣密度高時(shí)，氣壓高於穩(wěn)態(tài)的大氣力。疏時(shí)，氣壓小於穩(wěn)態(tài)的大氣壓力，這就是壓力波動(dòng)而形成的聲波運(yùn)動(dòng)。
聲波運(yùn)動(dòng)可藉固體，液體，或氣體傳送，但我們?cè)谝繇懙姆懂犂?。所謂的聲波系指振動(dòng)藉由空氣傳送者而言。物體振動(dòng)空氣所產(chǎn)生的疏密波，進(jìn)人耳的外耳道，到達(dá)人耳的耳膜，振動(dòng)耳膜所引起的聽(tīng)覺(jué)感覺(jué)叫做「聲音」。但人耳能聽(tīng)到的頻率范圍是很有限，因此我們所謂的聲音，乃指能引起人耳能感覺(jué)的振動(dòng)頻率而言。更高或更低的頻率不能引起人耳聽(tīng)覺(jué)反應(yīng)的不稱為聲音，超過(guò)人耳低頻感覺(jué)以外的為「低聲納」( Subsonic )。而超過(guò)人耳高頻感覺(jué)以外的為(超音波)。
聲波是如何在空氣中傳送的呢?聲波的傳送很類似石子掉入水池中所造成的向四面擴(kuò)散的漣波，由石子的落池點(diǎn)開(kāi)始，形成由小到大，一環(huán)一環(huán)的同心漣波，向四面擴(kuò)散。我們可以看到這一環(huán)一環(huán)高起水平面的波形是波頂，而一環(huán)一環(huán)低於水平面的是波谷，如果我們用圖來(lái)表示的話。水平面為「0點(diǎn)」，漣波是呈弧形的形狀，高於水平面的是波峰，低於水平面的是波谷。
而聲波也是由音源向各方向把空氣分子交替地壓緊與放松的。如果我們也用圖來(lái)表示的話，壓緊為波峰，放松是波谷?？諝庾罹o密的地方是波頂，最放松的地方是波谷，「 0 點(diǎn) 」是穩(wěn)態(tài)的大氣壓力，壓緊與放松之間的相隔時(shí)間則視音源振動(dòng)的速率而定。
聲波種類鑒定
按頻率分類，頻率低于20Hz的聲波稱為次聲波;頻率20Hz~20kHz的聲波稱為可聽(tīng)波，即人耳能分辨的聲波;頻率20kHz~1GHz的聲波稱為超聲波;頻率大于1GHz的聲波稱為特超聲或微波超聲。
與正弦波的關(guān)系
正弦波是最簡(jiǎn)單的波動(dòng)形式。優(yōu)質(zhì)的音叉振動(dòng)發(fā)出聲音的時(shí)候產(chǎn)生的是正弦聲波。這是聲波的震蕩波形。
正弦聲波屬于純音。任何復(fù)雜的聲波都是多種正弦波疊加而成的復(fù)合波，它們是有別于純音的復(fù)合音。正弦波是各種復(fù)雜聲波的基本單元。
與沖擊波的區(qū)別
請(qǐng)注意，聲波不是沖擊波，聲波前進(jìn)的過(guò)程是相鄰空氣粒子之間的接力賽，它們把波動(dòng)形式向前傳遞，它們自己仍舊在原地振蕩，也就是說(shuō)空氣粒子并不跟著聲波前進(jìn)!同樣，在語(yǔ)音研究中要區(qū)分氣流與聲波，它們是兩回事。在發(fā)音器官里，聲帶、舌尖或小舌的顫動(dòng)，以及輔音噪聲的形成等，都離不開(kāi)氣流的作用，但是氣流不是聲波的代名詞。所謂“*濁音氣流”、“*清音氣流”的說(shuō)法似乎包含了極其含混的意思。
另外，即使沒(méi)有其他聲源體的作用，空氣粒子總是在做無(wú)規(guī)則的震蕩，或者說(shuō)它們總是在騷動(dòng)，它們激發(fā)起微弱的“白噪聲”。絕對(duì)靜寂的大氣空間是不存在的。所謂背景噪聲還包括自然界或人類生活環(huán)境里許多聲源體雜亂的聲音，對(duì)于言語(yǔ)交際來(lái)說(shuō)它們沒(méi)有信息價(jià)值。居室四壁或陡峭的山坡還有回聲效應(yīng)，噪聲被放大、被增強(qiáng)了。言語(yǔ)聲和它的滯后的回聲疊加在一起，變成復(fù)雜的回響聲。電聲儀器設(shè)備里也都有白噪聲。那種沒(méi)有通信價(jià)值的噪聲很強(qiáng)烈的時(shí)候人們會(huì)心煩意亂。有意思的是，在噪聲極小的消聲室待久了，人會(huì)感到不安寧。音樂(lè)中恰當(dāng)使用沙錘之類的噪聲帶來(lái)的是藝術(shù)欣賞價(jià)值。人類語(yǔ)言里的許多輔音都包含噪聲，它們很重要，能夠起區(qū)分輔音的作用。
與縱波的關(guān)系
“聲源”在空氣中振動(dòng)時(shí)，一會(huì)兒壓縮空氣，使其變得“稠密”;一會(huì)兒空氣膨脹，變得“稀疏”，形成一系列疏、密變化的波，將振動(dòng)能量傳送出去。這種媒介質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致的波，稱為“縱波”。
不過(guò)要注意，聲波雖然一般是縱波，但在固體中傳播時(shí)，也可以同時(shí)有縱波及橫波，橫波速度約為縱波速度的50%-60%。在空氣中的聲波是縱波，原因是氣體及相當(dāng)多的液體(合稱流體)不能承受切力，因此聲波在流體中傳播時(shí)不可能為橫波;但固體不僅可承受壓(張)應(yīng)力，也可以承受切應(yīng)力，因此在固體中可以同時(shí)有縱波及橫波。
地震波其實(shí)就是在地殼中傳播的聲波(確切講是次聲波)，只是它的頻率通常不在我們可聽(tīng)聞的范圍內(nèi)(某些動(dòng)物則聽(tīng)聞得到) 雖然次聲波看不見(jiàn)，聽(tīng)不見(jiàn)，可它卻無(wú)處不在.地震、火山爆發(fā)、風(fēng)暴、海浪沖擊、槍炮發(fā)射、熱核爆炸等都會(huì)產(chǎn)生次聲波，科學(xué)家借助儀器可以“聽(tīng)到”它。
聲波傳播原理
揚(yáng)聲器、各種樂(lè)器以及人和動(dòng)物的發(fā)音器官等都是聲源體。地震震中、閃電源、雨滴、刮風(fēng)、隨風(fēng)飄動(dòng)的樹(shù)葉、昆蟲(chóng)的翅膀等各種可以活動(dòng)的物體都可能是聲源體。它們引起的聲波都比正弦波復(fù)雜，屬于復(fù)合波。地震產(chǎn)生多種復(fù)雜的波動(dòng)，其中包括聲波，實(shí)際上那種聲波本身是人耳聽(tīng)不著的，它的頻率太低了(例如1Hz)。
人對(duì)聲音的感覺(jué)有一定頻率范圍，大約每秒鐘振動(dòng)20次到20000次范圍內(nèi)，即頻率范圍是20Hz--20000Hz，如果物體振動(dòng)頻率低于20Hz或高于20000Hz人耳就聽(tīng)不到了，高于20000Hz的頻率就叫做超聲波，而低于20Hz的頻率就叫做次聲波。所以說(shuō)不是所有物體的振動(dòng)所發(fā)出的聲音我們都能聽(tīng)到的。另外要能聽(tīng)到聲音也必須有傳播聲音的介質(zhì)。
聲波是大氣壓力之外的一種超壓變化。
空氣粒子振動(dòng)的方式跟聲源體振動(dòng)的方式一致，當(dāng)聲波到達(dá)人的耳鼓的時(shí)候就引起耳鼓同樣方式的振動(dòng)。驅(qū)動(dòng)耳鼓振動(dòng)的能量來(lái)自聲源體，它就是普通的機(jī)械能。不同的聲音就是不同的振動(dòng)方式，它們能夠起區(qū)別不同信息的作用。人耳能夠分辨風(fēng)聲、雨聲和不同人的聲音，也能分辨各種言語(yǔ)聲，它們都是來(lái)自聲源體的不同信息波。
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