声音和听不见的声音

每当我们讲话，听音乐或弹奏任何乐器时，我们都会听到声音。但是您是否想知道声音是什么以及它是如何产生的?还是当我们在一个空旷的大房间里大声喊叫时为什么听到自己的声音?我们可以听到的声音范围是多少?在本文中，我们将找到所有这些问题的答案。

什么是声音?

声音是以机械波的形式传播或传播通过任何介质的振动。波在其中传播或传播的介质可以是固体介质，液体或气体介质。声音在固体介质中传播最快，比液体中的固体传播慢，而在三种气体中则最慢。换句话说，任何振动以可听或可听的压力波通过诸如气体，液体或固体之类的介质传播。

它也被定义为声压波的接收以及它们对大脑的感知或观察和解释。

声波也是由远离声源传播的能量引起的干扰的模式。声波也称为纵波。这意味着粒子振动的传播在某种程度上与能量波传播的方向平行。这些高压和低压区域分别称为压缩和稀疏。

影响声音特性的不同因素

吉他产生的声波不同于鼓产生的声波。原因是由不同来源产生的声波具有不同的特性。声音还可以通过其频率，波长和振幅来表征。

声音频率

声波的稀疏数和每单位时间发生的压缩被称为声波的频率。频率公式为：

$f=\frac{1}{T}$

• f = frequency of a sound wave
• T = time period.

声音的波长

连续压缩与声波稀疏之间的距离，称为声波的波长。波长公式如下：

$\lambda =\frac{v}{f}$

Where,

• f = frequency of the sound wave
• v = velocity of the sound wave.

声音幅度

声音的幅度称为声波中最大干扰的幅度。振幅也称为能量的量度。振幅越高，声波中的能量越高。人类只能听到有限范围的声波频率。物理学家发现人耳的音频频谱在20 Hz至20,000 Hz之间。

声音的速度

声波在介质中传播或传播的速度或速度称为声速。对于不同的媒体，声音的速度是不同的。在固体中，声速最大，因为固体中的原子被高度压缩，而在气体中，由于分子压缩的相同原因(在其中最少)，气体的压缩率最低。声波速度的推导公式为：

$v= \lambda\times f$

Where,

v = velocity of sound wave

$\lambda$ = wavelength of sound wave

f = frequency of sound wave

下表提供了不同媒体中声波的速度。

Medium	Speed of Sound Waves
Air	343.2 m/s
Water	1481 m/s
Hydrogen	1270 m/s
Copper	4600 m/s
Glass	4540 m/s

基于感知频率的声音类型

声音

人耳可以轻松地检测或感知介于20 Hz和20 kHz之间的频率。因此，频率范围为20 Hz到20 kHz的声波被称为可听声音。如果人耳位于可听见的频率范围内，则它们对空气中每分钟出现的压差敏感。他们可以检测到小于大气压十亿分之一的压力差。随着我们的成长并长时间暴露在任何声音下，我们的耳朵会受损或受损，可听频率的上限会降低。对于一个正常的中年人，他或她能听到的最高频率是12-14赫兹。

Examples of the vibrating sources that produce or makes the sound which is in the human audible range of frequencies we can hear are of drums, guitar strings, tuning fork.

Human vocal cords singing songs.

Diaphragms of the loudspeakers producing sound or loud music.

The speakers used in restaurants or in events like marriage, birthday parties.

The danger signals also lie in audible range so that we can perceive them.

听不到声音

人耳无法检测或感知到小于每秒20次振动(即20 Hz)的声音频率。因此，低于此频率的任何声波对于人类都是听不到的。同样在高频范围内，人耳无法检测或感知到高于每秒20,000次振动(20 kHz)的频率，并且声波的幅度将取决于其响度。因此，低于20 Hz和高于20 kHz的频率属于听不见的频率类别。人耳无法感知或检测到的低频声音也称为次声声音。同样，较高范围的听不见的频率也被称为超声波。

Some animals for example the special dogs have the ability to hear sounds that are having frequencies higher than the 20 kHz. The police officers use whistles having frequencies higher than the 20 kHz so that only dogs can perceive or listen to it.

Inaudible frequencies are also helpful for many purposes. These are also used in many fields like in research and also in medicine purposes.

The ultrasound devices or equipment that are used for the tracking and for studying many medical problems work at a frequency above the 20 kHz.

次声

次声或有时称为低频声波是指频率低于人耳可听性下限(通常为20 Hz)的波。随着频率的降低，听力会逐渐变得敏感，或者变得不那么敏感，因此对于人类而言，要感知或检测次声，声压需要足够高。可以使用次声声音相互交流或交谈的动物是；犀牛，河马，大象，章鱼，鸽子，乌贼，墨鱼，鳕鱼，珍珠鸡。

次声波的应用：

• 大象和长颈鹿都使用次声波在更远的距离之间进行畜群之间的交流。
• 科学家广泛使用麦克风来追踪动物群，即使它们被藏在稠密地区的某个地方。
• 次声波可用于检测火山喷发。
• 科学家可以使用红外线在大气中追踪流星。

超声波声

人耳无法听到或检测到的频率过高或过高的声音称为超声波。频率大于20,000赫兹的声音称为超声波。超声波不能被人听到或感知。人类既不会产生超声波，也不会听到检测到的超声波。

这些波用于以下目的：

• 超声波用于探伤。
• 切割和匹配硬质材料。
• 超声波焊接以及焊接。
• 流量设备的测量。
• 在医学上有广泛的应用。
• 超声波作为远处通讯的手段。

影响声波传播的因素

影响声音速度的主要因素有两个：

• 介质的密度：为了使声音在介质中传播，需要任何一种介质，并且介质的密度被认为是其速度所依赖的因素之一。每当介质更稠密时，介质中的分子就会彼此紧密堆积，这意味着声波传播得更快。因此，随着媒体密度的增加，感知到的声音的速度也随之增加。
• 另一个是介质传播的温度：所取介质和声波的温度成正比或相互依赖。因此，随着温度的升高，声音的速度也会成比例地增加。

样题

问题1：乐器发出250 Hz的声音。就能感知到声音了吗?

解决方案：

Yes, we will be able to perceive its sound as it falls under our audible range that is between 20 Hz – 20,000 Hz.

20 Hz < 250 Hz < 20,000 Hz

问题2：风笛发出的声音频率为360 Hz。他能用他的音乐吸引任何听众吗?

解决方案：

Yes, he will be able to gather audience as its musical sound falls under the audible range that is between 20 Hz – 20,000 Hz.

20 Hz < 360 Hz < 20,000 Hz

问题3：一台机器发出的声音频率为25,000 Hz。制造业中心附近的人们能否感知到声音?

解决方案：

No, they will not be able to perceive its sound as it doesn’t fall under our audible range that is between 20 Hz – 20,000 Hz.

20 Hz < 20,000 Hz< 25,000 Hz

问题4：如果给定的时间段为25秒，请计算波浪的频率。

解决方案：

As we know,

$f=\frac{1}{T}$

Where f=? And T= 25 sec

$\therefore f=\frac{1}{25}$

f= 0.04 Hz.

Therefore, the frequency is 0.04 Hz.

问题5：如果给定的时间段为50秒，请计算波浪的频率。

解决方案：

As we know,

$f=\frac{1}{T}$

Where f=? And T=50 sec

$\therefore f=\frac{1}{50}$

f= 0.02 Hz.

Therefore, the frequency is 0.02 Hz.

问题6：如果波的频率为2 Hz，那么该时间段是多少?

解决方案：

As we know,

$f=\frac{1}{T}$

Where f= 2 Hz And T= ?

$\therefore f =\frac{1}{T}$

$\therefore T= \frac{1}{f}$

$\therefore T= \frac{1}{2 Hz}$

Therefore, the Time period is 0.5 sec.

问题7：如果速度为3 m / s，波长为30m，则计算频率。

解决方案：

As we know,

$\lambda =\frac{v}{f}$

Where, v = 2m/ s and f= 2 Hz

$\therefore f =\frac{v}{\lambda}$

$\therefore f =\frac{3 m/s}{30m}$

f = 0.1 Hz

The frequency is 0.1 Hz.

问题8：如果速度为2 m / s，频率为2 Hz，则计算波长。

解决方案：

As we know,

$\lambda =\frac{v}{f}$

Where, v = 2m/ s and f= 2 Hz

$\therefore \lambda =\frac{v}{f}$

$\therefore \lambda =\frac{2 m/s}{2 Hz}$

$\therefore \lambda$= 1 m.

The wavelength is 1m.

问题9：如果波长为12 m，频率为12 Hz，则计算速度。

解决方案：

As we know,

$\lambda =\frac{v}{f}$

Where, $\lambda =$ 2m and f= 12 Hz

$\therefore \lambda\times f = v$

$\therefore v= \lambda\times f$

$\therefore v= 12m \times 12$ Hz

The velocity is 144 m/s.