物理 - 声学（第一部分）

引言

• 物体的振动是指其来回或往复运动。因此，当拨动绷紧的琴弦时，它会振动，而振动会产生声音。

• 在某些情况下，振动很容易观察到，但在大多数情况下，它们的振幅非常小，肉眼很难看到；然而，它们的振动很容易以声音的形式感受到。例如，塔布拉鼓、手风琴、笛子、西塔琴等。

• 在人类中，声音是由喉（也称为声带）产生的。

• 可以通过将手指放在喉咙上感觉到振动；这就是所谓的声带。

人声的产生

• 两条声带（如图所示）横跨声带（或喉）拉伸，使得它们之间留有一条狭窄的缝隙供空气通过；这就是声音产生的方式。

• 男性的声带约长20毫米。

• 女性的声带约长15毫米，儿童的声带更短；这就是男性、女性和儿童声音不同的原因。

人耳

• 我们用来听声音的部分被称为耳朵。

• 耳朵外侧的形状类似于漏斗；因此，当声音进入时，它会沿着一条管道一直向下到达末端。在末端，有一层薄膜紧紧地拉伸着；这被称为鼓膜。

• 鼓膜非常类似于拉伸的橡胶片，声音振动使鼓膜振动。

• 鼓膜将振动传递到内耳，然后信号传到大脑；这就是我们清晰听到声音的方式。

振动频率

• 振动运动被称为振荡运动。

• 每秒钟振荡的次数称为振荡的频率，频率以赫兹 (Hz) 为单位表示。

• 振幅和频率是任何声音的两个重要特征。

• 声音的响度取决于它的振幅；如果振幅越高，则声音越大；如果振幅越小，则声音越弱。

• 声音的响度用一个单位表示，以分贝 (dB) 为单位表示。

• 下表列出了各种声源产生的声音响度：

• 频率决定了声音的音调或尖锐度；因此，如果振动频率越高，则声音的音调越高，尖锐度越高，反之亦然。

• 低于约每秒20次振动（即20赫兹）的声音频率人耳无法感知。

• 高于约每秒20,000次振动（即20千赫兹）的声音频率人耳无法感知。

• 对于人耳来说，可听频率范围大致在20到20,000赫兹之间。

• 有些动物可以听到高于20,000赫兹的声音频率，例如狗。

噪音污染

• 令人不愉快的声音称为噪音。

• 环境中存在过量或令人讨厌的声音称为噪音污染。

• 噪音污染可能导致许多健康问题，例如睡眠不足、高血压、焦虑、听力障碍等。

• 在路边和其他地方，尤其是在城市地区和工业区种植植被可以有效减少噪音污染。