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刘丰老师:声音的科学
频率是单位时间的振动次数。在同一个维度里,在单位时间内振动次数的呈现里,有高频和低频的差异。高频的载波能力强,调制能力强,所以它的能量含量大,能量比较高。

你说的龙啸的低频,它一定不只是在三维里的能量显化,否则它无法跟唤醒智慧有关。同样一种频率,当它发生在不同维度的时候,它的调制能力比在低一个维度里面即使再高的频率、再高的境界(的调制能力)都高。

从物理上讲,声是指在任何的弹性介质中传播的扰动,是一种机械波。这个概念声音范畴很广。空气、固体或液体的密度、压力或者是速度的一个小的变化,就会在这弹性体里面传播出去,弹性物质并不传播。水下光液和电磁波都衰减很快,红外线光波最长,传播最远到几十米以下就衰减完了,声音是唯一有效的可以远距离传播的能量形式。 

声学的定义很简单,就是研究声波的产生、传播、接收和效应的科学。人们通过接收声音转化为电信号再传播出去,称扬声器。声音研究从10的负四次方赫兹开始,也就是每秒钟振动10的负四次方次。反过来说一个周期10的四次方秒,变化非常慢。声学不研究直流、平均流、属于动力学研究内容,静力学和动力学研究的是平稳的变化很慢的。

声的10负负4次方——20赫兹内叫次声,这是人的耳朵听不到的声,就是变化很慢的声音。实际上人的耳朵对声波的响应范围很窄,从20赫兹到2万赫兹,这个范围以外人的耳朵都听不到。这个范围以内的声波称为可听声,2万赫兹以上的声叫超声。次声频段接收在大气物理、地球物理都有很大用途。地震台风产生前都会发生次声,几千公里以外用录放的声音传感器就能接到这种信号。地震波监测核爆炸次声波可监测到2万赫兹以上的超声频B超。


声音强度范围;声波的强度一般用声压表示。声压是指在平均压力水平(大气压)的基础上随时间变化的这部分压力。声压的变化范围我们已知的从10负5次方帕斯卡到10帕斯卡。在表述和使用上很不方便。所以不讲多少帕斯卡,也不讲压力是多少公斤大气压,表示声压压强度用分贝概念。实际上分贝代表的是人对声音的主管反映。人们感觉强弱与原有的背景相关的这种普通性总结出来的人叫韦伯,故称韦伯原理。

声波发电技术:在噪音振动的地方,安装聚音拢音设备,致使声波朝某一方向聚拢。在口处安装电磁震动发生器,以声波振动频率激发负极簧片的接触产生电磁波,由电磁波转换为电波。这样便可以将庞大的噪声转换为电波,就是说以声波转为电磁传导功。从热力学角度看热传导有一定梯度传递梯度,传递可转化为声控。


在去年日本科学家就研究出一种靠声音振动发电的钢板。建议我国也应该试制。其实大型噪音在发电厂在机械轰鸣的车间、甚至在飞机发动机船舶内燃机车都存在巨大的噪音场。

粒子——电子材料,激发电子交换频率,从而产生电动势再将噪声转化为的动能——电动势——储存起来,作为直流供电系统。就是说我们的汽车机车飞机发动机的噪声多大,就可以通过声波传感设备转化多少电动势蓄能。如果用于潜水艇和飞机,我们就可以在工作一段时间后,采用电力静音状态下利用蓄能供直流电机、静音飞行航行。或者说我们的电机和发动机可以采用两种模式,用发动机噪音和蓄电池的直流电机带动。

关于声波效应这一部分:

声波产生机制研究前沿主要包括:流致噪声、结构声、辐射声和热声音几种。

流致噪声——研究的是流体的流动所产生的噪声。应用范围极广。当前最困难的是湍流所产生的无规噪声。计算机中的风扇、潜艇在水下的运动都会产生流动中的不稳定。这种不稳定可以发展成为一系列的涡,涡流变化比较快的时候就会变成更加复杂的湍流。实际上湍流里面不是无规则的,而是有序的,称为混沌现象。掌握了这些规律,我们就可以利用声和涡之间的相互作用来达到我们控制流场或者声场的目的。

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