声音是什么
对于“声音”我其实一直是有些疑惑。很多时候,我们都认为声音是我们所听到的“某些物品制造出来的东西”。比如,海浪的声音、汽车的喇叭声、小鸟的叫声。但其实,从纯粹的物理学来看,声音只是物质的振动而已。
振动是以声波的形式“穿过”物质的。声波这个词,很可能让你想起这种场景:
这是横波,其中的每个粒子上下移动,产生类似蛇的形态。但声波其实不是这样的,声波看起来应该更像是蚯蚓的形态:
就像蚯蚓一样,声波通过压缩和舒展的方式来传播,这种形式叫纵波。弹簧就可以展现横波,纵波两种形式:
声音是从某种振动开始,通过物质产生纵波。如下图:
这大概就是声音的样子(圆点为了表示声音的媒介物质)。 在这个动图中,声波是由左侧灰色条振动产生的。这个灰色条可能是你的声带,吉他弦等等。通过观察你可以看出,声波是沿着从左往右的方向上移动的。但媒介中的每个单独的粒子(注意红色圆点)只会像你的振动源一样,在一个范围内前后移动。
所以说,声波不是一个蛇形的波(横波),而是一种压力波(纵波)。以空气中的声波举例,它会使一小片空气高于或低于正常压力。所以说,当你看到用蛇状图来表示声波时,这个图指的是声波压力(声压)的测量,而不是媒介中粒子运动的轨迹。
声音可以通过气体(常见的空气)、液体和固体传播。比如,在地震中感受到的晃动,都是声波在地面上传播导致的(在这种情况下,地壳断层的运动就起着上图红色条的作用,也就是声源)。
声音的速度是什么样的?
声波的速度是什么样的呢?这取决于压力波在介质中的移动速度。像空气这样可以高度压缩的介质,声波传播就需要更长的时间。而水这样压缩性小得多的介质,声波传播起来就会更快。
这就像两个人之间拿着一个弹簧,把其中一个人推一把,在另一个人感觉到之前,这个压力波会在弹簧上“旅行”一段时间。但是,如果两个人之间拿着的是一根木棍,当其中一个人推一把,另一个人就会立即感觉到,这是因为木棍的可压缩性要小得多。
所以说,声音在空气中是340米/秒,在水中就要快4倍左右差不多是1497米/秒,在固体,比如铁中则会达到5200米/秒。
我们如何通过耳朵听到声音
我们的耳朵是一个很神奇的器官。通过耳朵,我们可以感受到周围空气中的声音,转化成信息处理。能够让我们清楚的知道声音的来源,以及声音的含义。它使我们