声音的来历

声音的来历

我们周围是一个声音的世界，无时无刻不存在各种声音:人和动物的声音，各种车辆的声音，飞机的声音，还有风声、雨声、流水声等。

那么，声音是怎么产生的呢?

它是物体的振动产生的一种机械波，它能使我们的听觉器官发生反应。不论是气体、液体还是固体，只要振动都能发出声音。如北风呼啸，就是空气振动时发出来的声音。振动着的固体、液体、气体都是声源。

物体振动产生的声音有整体性。在日常生活中，人们可根据声音判断物体的好坏。如用手敲瓷碗，好瓷碗能发出清脆响亮的声音，坏瓷碗却只能发出浑浊声。声音传出了瓷碗内部的信息，帮助人们找出看不见的裂纹。

产生这种情况的原因是:完好的瓷器各部分能一起振动，有了裂纹，各部分就振不到一起了，这样它们发出的声音就不同了。

有了这个规律，用敲击听声的办法探测物体内部的情况得到了广泛应用。

工人师傅常常用锤子敲击机器部件，来判断机器有没有损伤，或连接处有没有松脱。农民挑西瓜时，常常用手指弹几下或用手拍一拍，声音发闷的证明成熟了，生西瓜声音清脆，烂西瓜会发出“噗噗”的声音。医生在给病人诊断时，也常把左手放在病人的胸、背部，用右手指叩击左手中指，仔细听那响声，诊断一些疾病。

由此可见，声音是有区别的。首先是声音的强弱不同，这叫做响度。响度和声源的振幅有关。声源的振幅越大，声音越强;声源振幅越小，声音越弱。在物理学中，把单位时间内通过垂直于声波传播方向单位面积的能量叫做声强。

声音的强弱用声级表示，它的单位叫分贝。小电钟的声级是40分贝，普通谈话的声级是70分贝，气锤噪声是120分贝，喷气式飞机噪声是160分贝，火箭的噪声是195分贝。

在空气中，人类刚刚可以听到的最弱的声音是零分贝，它的能量很小。这种声音造成的压力变化只有蚊子落到人手上时所感受的压力变化的1‰。人耳绝对达不到这样高的灵敏度。

声音不但有强弱，而且有高低。声音的高低程度叫做音调。音调的高低是由振动频率决定的:频率大，音调高;频率小，音调低。

人讲话的音调也有高低。成年男子的声带长而厚，基本振动频率低，只有100～300赫兹，最低的男低音频率为64赫兹;女子的声带短而薄，基本振动频率比较高，一般在160～400赫兹，最高的女高音频率为1300赫兹，所以女子说话的音调都比男子高一些。儿童的声带比较短薄，童音音调比较高。

人类能听见的声波范围较窄，频率过高和频率过低的振动都不能引起听觉。大多数人能听到的声音频率范围在200～20000赫兹之间。频率低于20赫兹的叫次声，频率高于20000赫兹的叫超声。

地震、台风、火山爆发、龙卷风等大自然的活动会产生强大的次声波。人类的活动，如核爆炸、火箭起飞、奔驰的车辆的振动等也会产生相当强的次声波。

次声波的频率低，波长大，在传播过程中很难被障碍物阻挡，在传播过程中衰减很小，因此，次声波可以传播得很远很远。

很强的次声波对人和动物是有害的。人、动物的各个器官都有自己的固有频率。例如，人体内脏的固有频率在10赫兹以下，是人耳听不见的次声。次声波如果与人的某个器官的固有频率相同，会引起共振。因此，次声波对人的心脏、听觉、视力、语言会产生影响，强大的次声波会导致人的死亡。

大象之间的话语，有一些人类是听不到的因为这些话语的频率范围在20Hz以下，属于次声波

动物的听觉范围与众不同，人耳听不到的次声波，某些动物却可以听到。如老鼠就能听到16赫兹以下的次声波。因此，大地震或海啸发生前产生的次声波，老鼠和狗等动物都能听见，产生烦躁不安等异常情绪，或成群结队地逃跑。

超声波在自然界广泛存在。它的频率高，波长小，不容易发生衍射，但容易发生反射。有的动物，如溪豚、蝙蝠、蟋蟀等，都能发出超声波。

蝙蝠，视力不好，却能在黑暗中绕过小障碍物，自由地飞行。但如果把蝙蝠的双耳塞住，它飞行时就到处碰壁。用测量超声波的电子仪器发现，蝙蝠有完善的发射和接收超声波的器官。它是靠发出超声波后被障碍物反射回的回声来发现目标、确定飞行方向的。

人们模仿蝙蝠等动物的特性制成了声纳(水声测位仪)，这种装置能发出短促的超声波，再接受被潜艇、鱼群或海底反射回来的超声波，根据反射波滞后的时间和波速，就可以确定潜艇、鱼群的位置或海底深度。

现在，超声波诊断仪已广泛用在检查人体内的肿瘤、结石和其他病变上。这种仪器利用电子设备产生超声振动。以肝脏为例，正常人肝脏的密度较为均匀，超声波进入后，不会从中途发生反射，一直进到肝脏和其他脏器的交界处时才发生反射，反射回来的超声波仍由探头接收，并在显示仪上显示出来。

如果肝脏发生病变，肝组织的均匀性就被破坏。超声波在前进道路上碰到病变组织，会有一部分被反射回来，显示仪上的图像就有变化。根据变化情况，就可以判断肝脏是否正常以及病变的位置、大小和性质。

为什么有些声音使人心情舒畅，有些声音使人烦躁不安?原来，不同的声源发出的声音具有不同的品质，这种品质叫音品或音色。

据分析，除了音叉，绝大多数声源发出的声音都不是单独一种频率的纯音，而是以一种频率为基础，伴随其他频率的复合音。在复合音中，声音最强、频率最低的音叫基音;那些伴随基音的，频率是基音频率整数倍的叫泛音。

基音决定声音的音调，泛音影响声音的音色。泛音的振幅总是小于基音，泛音也叫谐音。人们利用音色知识，根据某种声音的构成，把适当频率的振动产生的声音混在一起，可以进行声音模仿。如电子琴等乐器，就是利用音调、声强和音品三要素制作而成的。