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聲音是通過物體振動產生的聲波。是通過介質(空氣或固體、液體)傳播並能被人或動物聽覺器官所感知的波動現象。

聲音的頻率一般會以赫茲表示,記為Hz,指每秒鐘周期性振動的次數。而分貝是用來表示聲音強度的單位,記為dB。

 

聲音的原理
聲音是一種波動,當演奏樂器、拍打一扇門或者敲擊桌面時,聲音的振動會引起介質——空氣分子有節奏的振動,使周圍的空氣產生疏密變化,形成疏密相間的縱波,這就產生了聲波,這種現象會一直延續到振動消失為止。

聲音總可以被分解為不同頻率不同強度正弦波的疊加。這種變換(或分解)的過程,稱為傅立葉變換。因此,一般的聲音總是包含一定的頻率範圍。人耳可以聽到的聲音的頻率範圍在20到2萬赫茲(Hz)之間。高於這個範圍的波動稱為超音波,而低於這一範圍的稱為次聲波。

 

聲音的傳播
因為聲音是一種機械波,擁有波動傳播的性質,例如頻率,波長,反射,折射,干涉,繞射,散射等


  • 音速跟介質的彈性模量和密度有關,彈性模量是單位體積物質的抗力和形變量之比值,彈性模量越大,物質間不同形變程度處的交互作用力就越大而使加速度變大,聲音就傳播的越快。但若彈性模量相同之材料,密度越大則會使不同形變程度處之間的加速度降低,導致聲音傳播的速度降低,因此聲音傳波的速度和兩者皆相關。數學形式詳見音速頁面。攝氏0度的空氣中,聲音的傳播速度是331米/秒;在水中的傳播速度是1473米/秒;在鐵中的傳播速度是5188米/秒。

  • 聲音的傳播也與溫度有關,聲音在熱空氣中的傳播速度比在冷空氣中的傳播速度快。

  • 聲音在傳播還與相對運動有關,音速是相對於靜止介質而言的,因此若介質和觀察者有相對運動,則聲音抵達的時間則要考慮相對運動。

  • 音頻在不同之相對運動狀態時也會改變,詳見都普勒效應,

  • 聲音在經過不同音速的兩介質介面時會產生反射和折射,例如人面對群山呼喊,就可以聽得到自己的回聲。

  • 干涉的例子是例如放煙火時若週遭有具有週期性的建築結構存在,則聽者會在煙火爆炸聲後聽到一個有特殊頻率的回聲,此和光譜和光柵分光原理相同。
  • 繞射的例子是當房門開啟一個小縫時,房內所有的角落都聽得見由門縫傳播進來的聲音。
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    陳小呆 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()