声音是我们日常生活中无处不在的现象,那么声音究竟是如何产生的?又是怎样传播的呢?
声音的产生:
一切发声的物体都在振动,振动停止发声也停止,振动的物体叫声源。蝉鸣是蝉的发音肌收缩引起发音膜振动产生的;敲打桌子时纸屑跳动说明桌子发声时在振动。
声音的传播:
声音靠介质传播,真空不能传声。通常我们听到的声音是靠空气传来的。声音在固体中传播比液体快,液体比气体快,同种介质中温度越高声速越大。
重点实验有“真空罩中的闹钟或者手机铃声”。在玻璃钟罩内放一个正在发声音乐闹铃,钟罩底部插上玻璃管的软木塞,此时能听到音乐。用抽气设备抽钟罩内空气,在抽气的过程中,听到音乐声逐渐变小。
取下抽气机,慢慢向钟罩内进气,听到音乐声将会逐渐变大。如果把钟罩内空气完全抽出,根据实验结论我们推理得出将听不到音乐声音。此实验证明了声音的传播需要介质,真空不能传声。
还有“音叉弹开乒乓球实验”。用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,看到乒乓球会多次被弹开。此实验是用来探究声音产生原因的,此处用到的物理研究方法是转换法。此装置还能探究声音的响度与声源振动的关系。
当敲击音叉的力度越大时,乒乓球被弹开的距离越大,说明音叉振动的幅度越大,发出的声音响度越大。
声音从外界传入我们的耳朵有着特定的途径,同时不同类型的耳聋以及一些特殊的听觉现象也值得我们深入了解。
声音在耳朵里的传播途径:外界传来的声音引起鼓膜振动,经听小骨及其他组织传给听觉神经,再传给大脑,人就听到了声音。就像一个接力传递的过程,声音从外界开始,依次经过耳朵的各个部位,最终被大脑接收并识别。
骨传导是声音经头骨、颌骨传到听觉神经,一些失去听力的人可以用这种方法听到声音。骨传导的定义是声音经由颅骨直接传递到内耳解剖结构,绕过中耳结构产生的一种听觉感知方式。与传统的空气传导相比,骨传导传递声音时不经过耳廓、耳道和鼓膜等结构,而是通过颅骨的振动直接刺激内耳的听器官,达到听觉。
骨传导无线耳机是一种利用骨传导技术实现声音传输的耳机,其工作原理源于声音可以通过两种途径传入人耳:一是通过空气振动,二是通过骨骼和皮肤组织的振动。这种传导方式使得即使在耳朵被堵塞的情况下,人们依然能够听到声音,还能在聆听音乐的同时保持对外界声音的感知,以及在嘈杂环境中提供更清晰的声音体验。
但在使用骨传导耳机时仍需要注意音量控制,以避免对内耳的听觉毛细胞造成不可逆转的伤害。
双耳效应是根据声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征的不同来判断声源方向。如果声音来自听音者的正前方,此时由于声源到左、右耳的距离相等,从而声波到达左、右耳的时间差(相位差)、音色差为零,此时感受出声音来自听音者的正前方,而不是偏向某一侧。
声音到达两耳的时间差、声级差、相位差、音色差等因素使得我们能够通过双耳效应判断声音的方位。当声源偏右,则声音必先到右耳后到达左耳,声源越是偏向一侧,则时间差也越大;如果声源偏左,则左耳感觉声级大一些,而右耳声级小一些;
声音是以波的形式传播,而声波在空间不同位置上的相位是不同的,由于两耳在空间上的距离,所以声波到达两耳的相位就可能有差别;复合音中包含的不同频率成分绕过头部的能力各不相同,频率越高的成分衰减越大,所以左右耳听到的同一声音的音色会有差异。
双耳效应为人们带来了声觉上的独特享受,让我们能够准确判断声音的来源方位。