打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
声音的美与丑
文/张虎岗著有《发现不一样的物理》《挑战压轴题·中考物理·轻松入门篇》等
本文为《什么是初中物理》系列第20篇

有个成语叫“掩耳盗铃”,准确地说应该是“掩耳盗钟”。说得是一个盗贼想要偷一口青铜大钟却搬不动,想化整为零把钟敲碎拿走又怕被人听到。后来,想到一个自我感觉良好的办法,用布堵上自己的耳朵后再拿锤用力砸钟。只是结果在出乎他的意料,他的耳朵堵上并没有阻止住钟声传向远处,结果他还是被闻讯而来的人抓住了。

提起这个故事,并不是想告诉你盗贼的愚蠢和故事的寓义,而是要探寻其中的物理知识:

鼓不敲不响,钟不撞不鸣。可见,钟被撞击才能发声。那么,钟被敲后发生什么变化呢?

振动!这种振动虽然微小,肉眼不可见,但用手触摸一下就能感觉到。

鼓也是如此。鼓锤用力敲鼓,鼓声响起时,依稀可以看到鼓面振动。如果你提前往鼓面撒上一些小米,就会看到小米随着鼓声欢快地在鼓面上跳动。当然,小米并没有脚,它的跳动是鼓面振动弹起的。

凡有响声,必有振动。声是由振动产生的。拨动琴弦时,琴声发出时,弦在振动;流水淙淙、北风萧萧分别是水、空气振动发出的声音。

考虑到钟、鼓、琴等等发声体与我们的耳朵并非零距离,所以声音要进入耳朵还有一段路要走。

你可以自己从家走到学校,也可以坐汽车,但是你的书包一定不能像你一样自己走路。教室里的每一个书包都是人带到学校的。那么声音呢?它从发声体到达人耳,是像人一样自己走过来的,还是像书包一样需要有人背它过来。

研究表明,声的传播需要“别人”――介质的帮助。固体、液体、气体都是声的介质。如果这些都没有――在真空之中,声就像被施了定身法,一毫也不能移动。譬如,在月球上没有空气。如果你有机会在月球抚琴一曲,结果只能看到琴弦振动,却听不到仙乐飘飘。

如果有介质,声也能传入耳中,并且耳――听觉器官也是正常的,就一定能听到声音吗?

未必。因为至少还需要两个条件:发声体振动频率和听到声的强弱。

频率表示发声体振动的快慢,等于振动次数与振动时间的比。频率的单位是赫兹,简称赫,用Hz表示。如果物体在1s振动了1次,那么发声的频率就是1Hz。对于大多数的人来说,能感知振动频率在20Hz~20000Hz的声。振动频率低于20Hz的声叫做次声,超过20000Hz的叫做超声。次声与超声人耳并不能感觉到,但一些动物可以。比如,地震前地壳会产生次声,这些次声狗能听到,所以狗会狂吠不止,而人却浑然不觉;再比如蝙蝠能发出也能听到超声,还能利用它发出的超声的反射来避开障碍和捕食。

声的强弱用分贝作单位,分贝的符号是dB。0dB是人的听觉下限,一般说话的声音大约是60dB。声在传播过程中会不断地损失能量,所以你可以听到窗外枝头传来的蝉鸣,却无论如何也听不到千里之外的隆隆炮声。

现在,你应该知道听到声音是一件并不容易的事!这样说来,我们应该珍惜听到的声音。事实并非如此,因为虽然有些声音讨人喜欢,但也有一些声音让人厌烦。

人们把悦耳动听的声音叫做乐音,把刺耳难听的声音叫做噪声。乐音能使人忘却烦恼、心情放松。噪声却令人头痛头晕、心烦意乱。

为什么这两种声音给人的感受大相径庭呢?根本原因是,乐音来自于发声体有规律的振动,噪声来自于发声体杂乱无章的振动。

小溪潺潺的流水声、黄鹂啾啾的鸣叫声、钢琴家弹奏出的乐曲、歌手唱出的天籁之音,这些乐音虽千差万别,却异曲同工。它们都是三个要素组成的。这三个要素是音调、响度和音色,合称乐音三要素,分别表示声音的高低、大小和特色。

音乐是由一个个的乐音组合而成的。舒缓的音乐则能启发人的想象力,激发灵感的火花。

很多物理学家就是音乐发烧友,爱因斯坦就是其中的一员。当有人问起是怎样取得那些伟大的科学成就的,他说:“我的科学成就很多是从音乐启发而来的。”再往前追溯,牛顿在谈到他发现的光的色散时说,最初他只描述了红、黄、绿、蓝和紫这5种色光,橙与靛是后来加上去的,目的是使色光的总数达到7种。因为他认为光和声音应该有相似的地方,色光的数目也应该和全音阶的7个音调相对应――这7个音调是“哆、来、咪、发、唆、拉、西”。而事实也是如此!这真是天才的想象加神奇的直觉!

假如现在你身边有一架钢琴,你也瞬间有了弹奏一曲的冲动。但你从来不曾弹过琴,你的手指只能在钢琴上随心所欲的狂按,这时钢琴发出的每一个声音都是乐音,可是这些乐音连接在一起却不是音乐。因为有了旋律和节奏才能称其为音乐。这只是乱弹琴!

弹琴弹出的如果不是音乐,那是什么?

是噪声!

不仅乱弹琴是噪声,优美的乐曲也能变成噪声。

想一想你正在睡觉或看书写作业时,突然耳边响起音乐是不是惊醒了你的美梦、打扰了你的学习。医学研究表明,强烈的噪声会损伤神经细胞,使人产生头痛、脑胀、眩晕、失眠、记忆力和思考力衰退以及情绪不稳定等症状,严重时还能让人神志不清、精神恍惚,引发生理疾病,影响身体健康。

于是,为了健康,人们只有奋起抗争,拿起科学武器向噪声宣战。伏击噪声,有三个战场。

第一个战场在“声源处”。从声源处防止噪声产生是控制噪声的根本办法,比如“禁止鸣笛”。如果声源处的噪声不可避免,那就退而求其次,想办法让减弱它,比如在教学楼里要“轻声慢步”。

第二个战场在“传播过程中”。生活中的噪声绝大多数是通过空气来传播的,所以要设法截断这条通道,也能起到控制噪声的目的。有三条妙计:隔声、消声和吸声。公路两旁的隔音板、树木,关紧门窗都能起到隔声的作用;在机动车发动机上安装“消声器”能让排气口发出的巨大噪声大大降低;海绵等多孔材料能很好地“吸声”,降低室内噪声。

如果在这两个战场无能为力,也不要灰心,因为还有最后一个机会――-在“人耳处”减弱噪声。所以当噪声吵得你心烦意乱时,捂紧耳朵也不仅仅是为了表示抗议。机场工作人员、伐木工人在工作时则会戴上防噪声耳机。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
专题01 声现象-2年中考1年模拟备战2020年中考物理精品系列(各省统一命题专版)(解析版)
物理老师巧支招,14句顺口溜学《声学》
初中物理声现象知识梳理,吃透这些,从此翻身做学霸!
初中物理 声学
疯狂物理11(声现象)
九年级中考总复习物理知识点
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服