聲音的本質是什麼？它是怎麼傳播的？

聲音是怎樣傳播的反思

聲音在哪裡？

聲音無處不在，只要有物體震動，激盪空氣就有聲音。

每天走在大街上，腳步聲、談笑聲、車輪聲……

大街上無處不在的聲音

每天你的耳機裡，各種旋律、各種歌聲、各種語音……

耳機裡各種聲音

聲音，實際上是一種波，機械波，沿著空氣傳播的機械波。

聲音是一種機械波

聲音的本質是什麼？

聲音的奧秘早就被人類所揭曉。人們從科學觀察和實驗中得知：

聲音來自物體的振動，我們把這個振動著的物體稱為聲源。

聲源的振動，迫使周圍的空氣產生疏密變化，形成疏密相間的縱波，把聲源的能量傳播出去。這個能

量傳到我們的耳朵，引起耳膜的振動，刺激聽覺神經，於是感覺聽到了聲音。

為了衡量聲音的大小，必須掌握兩個概念：

一是，聲強

：人們把透過垂直於聲音振動傳播方向的能量密度叫做聲強。它是表示聲音客觀強度的物理量。

二是，響度

：人們憑主觀感覺到的聲音強弱叫響度。

聲強與響度，既有客觀與主觀的區別，又有互相間密切關係。聲強越大，人們感覺到的聲音越響；聲強越小，感覺到的聲音越弱。

根據聲音性質，通常把聲音分為：

擊發聲——指爆炸、放電、射擊，以及打擊某種固體所發出的聲音。

噪聲——指由許多擊發聲組合而成的聲音。

樂聲——指人們認為悅耳動聽的聲音。

聲音的傳播是什麼樣的？

上面說到，聲源的振動是以一種波的形式進行傳播的。於是，人們把聲源振動的傳播過程稱為聲波。

實際上，聲波是一種機械波。既然聲波是機械波，因此，它具有一定的頻率（F）、波長（L）、速度（V）。

且三者的關係滿足公式：V=L*F

必須指出：聲波的頻率與聲源振動的頻率是相等的。兩者都可以稱為聲音的頻率。實際上，人聽覺器官所感覺到的聲音，是頻率在16Hz（赫茲）到20kHz（千赫茲）之間的聲波。

16Hz以下的聲波，

被稱為次聲波

；

20kHz以上的聲波，

被稱為超聲波

。

聲波在不同介質中傳播速度是不同的。

聲波在空氣中約為

340m／s

；

在水中約

1450m／s

；

在真空中，由於沒有介質的存在，聲波是無法形成和傳播的。這就是為什麼宇航員都必須用無線電對講機來通訊，而不能直接在太空裡講話。

聲波在傳播過程中，遇到大的障礙物會發生反射現象。

反射回來的聲波傳入耳朵，叫回聲。如下圖：

回聲傳播示意圖

人耳要聽到回聲，必須使回聲比原來聲音滯後0.1s(秒)以上。

否則人耳是分辨不出回聲的。

聲波在傳播過程中，還會發生折射現象。比如，聲音受到大氣層折射，可以傳到更遠的“第二可聞區”。如下圖：

聲線所折射成的第二可聞區示意圖

聲波在傳播過程中，是會受到阻礙的，由於介質內部摩擦等原因，而使聲音的能量逐漸減少（其中有一部分聲能轉變為熱能），致使聲音逐漸消失。這種現象被稱為聲音的吸收。

應當指出，從聲波角度進行研究，發現上面說到的噪音，它的波形是非常複雜的，而且是無規則的非週期性的曲線。而樂音則是週期性的曲線。如下圖：

樂音與噪音的波形

有興趣的朋友，可以將示波器，連在話筒上，看看不同聲音的波形是什麼樣的。

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