关于声学振动的原理

声波借助各种媒介向四面八方传播，在开阔空间的空气中那种传播方式像逐渐吹大的肥皂泡，是一种球形的阵面波。声音是指可听声波的特殊情形，例如对于人耳的可听声波，当那种阵面波达到人耳位置的时候，人的听觉器官会有相应的声音感觉。

除了空气，水、金属、木头等也都能够传递声波，它们都是声波的良好媒介。在真空状态中，声波就不能传播了。

正弦波是最简单的波动形式，优质的音叉振动发出声音的时候产生的是正弦声波。正弦声波属于纯音，任何复杂的声波都是多种正弦波叠加而成的复合波，它们有别于纯音的复合音，正弦波是各种复杂声波的基本单元。

扬声器、各种乐器以及人和动物的发音器官等都是声源体。地震震中、闪电源、雨滴、刮风、随风飘动的树叶、昆虫的翅膀等，各种可以活动的物体都可能是声源体。它们引起的声波都比正弦波复杂，属于复合波。地震产生多种复杂的波动，其中包括声波，实际上那种声波本身是人耳听不着的，它的频率太低了（例如1Hz）。

人对声音的感觉有一定频率范围，大约每秒钟振动20次到20000次范围内，即频率范围是20Hz-20000Hz，如果物体振动频率低于20Hz或高于20000Hz人耳就听不到了。高于20000Hz的频率就叫做超声波，而低于20Hz的频率就叫做次声波。所以说，不是所有物体的振动所发出的声音我们都能听到，另外要能听到声音也必须有传播声音的介质。

声波是大气压力之外的一种超压变化。空气粒子振动的方式跟声源体振动的方式一致，当声波到达人的耳鼓的时候就引起耳鼓同样方式的振动。驱动耳鼓振动的能量来自声源体，它就是普通的机械能。不同的声音就是不同的振动方式，它们能够起区别不同信息的作用。人耳能够分辨风声、雨声和不同人的声音，也能分辨各种言语声，它们都是来自声源体的不同信息波。

言语声是按人类群体约定的方式使用的，它包含语言学信息。人们以同样方式来使用言语声才能够达到互相理解的目的。反复不断的交际活动和交际过程中的趋同作用使那种约定能够不断持续下去。幼儿是通过交际学会使用那种约定好的言语声的，那种约定也会在几代人长期过程中逐渐改变，语言也就有了演变。三世、四世同堂的家庭中，已经可以觉察出细微的演变来。

请注意，声波不是冲击波，声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进！同样，在语音研究中要区分气流与声波，它们是两回事。在发音器官里，声带、舌尖或小舌的颤动，以及辅音噪声的形成等，都离不开气流的作用，但是气流不是声波的代名词。所谓“浊音气流”、“清音气流”的说法似乎包含了极其含混的意思。

另外，即使没有其他声源体的作用，空气粒子总是在做无规则的震荡，或者说它们总是在骚动，它们激发起微弱的“白噪声”。绝对静寂的大气空间是不存在的。所谓背景噪声还包括自然界或人类生活环境里许多声源体杂乱的声音，对于言语交际来说它们没有信息价值。居室四壁或陡峭的山坡还有回声效应，噪声被放大、被增强了。言语声和它的滞后的回声叠加在一起，变成复杂的回响声。电声仪器设备里也都有白噪声，那种没有通信价值的噪声很强烈的时候人们会心烦意乱。有意思的是，在噪声极小的消声室待久了，人会感到不安。音乐中恰当使用沙锤之类的噪声带来的是艺术欣赏价值。人类语言里的许多辅音都包含噪声，它们很重要，能够起区分辅音的作用。

“ 声源”在空气中振动时，一会儿压缩空气，使其变得“稠密”；一会儿空气膨胀，变得“稀疏”，形成一系列疏、密变化的波，将振动能量传送出去。这种媒介质点的振动方向与波的传播方向一致的波，称为“纵波”。不过要注意，声波虽然一般是纵波，但在固体中传播时，也可以同时有纵波及横波，横波速度约为纵波速度的50％－60％。在空气中的声波是纵波，原因是气体或液体（合称流体）不能承受切力，因此声波在流体中传播时不可能为横波；但固体不仅可承受压（张）应力，也可以承受切应力，因此在固体中可以同时有纵波及横波。

地震波其实就是在地壳中传播的声波（确切讲是次声波），只是它的频率通常不在我们可听闻的范围内（某些动物则听闻得到） 虽然次声波看不见，听不见，可它却无处不在．地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、枪炮发射、热核爆炸等都会产生次声波，科学家借助仪器可以“听到”它。

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