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什么是声——无所不在的声波:什么是声(3)

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从水面波浪说起  续

介质中的弹性波我们上面讨论的波都是明显的,眼睛能看得见的波。现在我们要讨论的是空气中的波。它虽然看不见,但道理和弹簧与球组成的链的运动方式很类似。空气和其他气体、固体、液体一样,都具有弹性,也就是具有施加压力时会收缩,施加张力时会膨胀,压力和张力去掉以后会恢复原状的性质。人们在生活中都会感到空气、橡皮等是有弹性的。你用力压一个皮球,它就会变扁,你一放手,它又变成圆的了。经过科学测量可以知道,各种气体、液体、固体都有一定的弹性。大家都知道,这些物质都有质量,也就都有惯性。如果对一个物体施加一个力量,使物体发生运动。那么,在外力停止以后,物体还会继续运动,这就是惯性的作用。在弹性介质中,我们首先考虑气体和液体,如果有一个物体向右运动,紧贴振动体右边的空气就会被压缩,被压缩的气体由于有弹性,它会产生向左向右的推力,而自身由于有惯性,也继续向右运动,向右的推力将使它右边的气体压缩,成为压缩层。由于振动体在这时又向左运动,原来的压缩层的位置变成稀薄层。这时压缩层已转移到更右方了……如此类推,压缩层和稀疏层会相间的向右传播,不断传向远方。这就是弹性波,也就是声波。在液体和气体中,介质质点运动方向是一致的,所以是纵波。在固体介质中由于有切变弹性,在里面传播的波既有纵波,也有横波.比在气体和液体中复杂得多,我们以后再讲。

声波的参数    上面说的是笼统的定性的概念,要说具体了,就首先要考虑声波的频率、波速和波长。物体每秒振动的次数叫频率,单位是赫。这是为纪念证明电磁波存在的德国科学家赫兹而起的名字。耳朵只能听见频率在20赫到20000赫之间的声音。比20赫低的声音,人听不见,叫做次声。比20000赫高的声音人也听不见,叫做超声。现在我们研究的声,频率最低可以到0.0001赫,最高可以到10 ˆ13赫。频率从0.0001赫到20赫,以及从20000赫到10ˆ13赫之间的声,还有在液体,固体传播的各种频率的弹性波,虽然人耳听不见,但在某些方面说来它们的重要性比听得见的声音还要大呢!

转自耳聆网

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