声音的产生和传播

你有没有想过我们如何能够听到我们周围产生的不同声音。这些声音是如何产生的？或者单一乐器如何产生多种声音？还有，为什么宇航员在外太空用手语交流？声音是一种能量形式，有助于听到生物的声音。它是一种以波的形式运动的动能机械能。声波显示振动运动。赫兹 (Hz) 和分贝 (dB) 是广泛用于测量声音的测量单位。

声音类型

• 有不同类型的声音，如听得见、听不见、愉快和不愉快。
• 频率低于 16Hz 的波称为次声波。这些波用于探测地震、火山喷发、地下石油形成等。
• 而频率范围在20kHz以上的波称为超声波。一些动物使用这些波来定位猎物并像蝙蝠等进行交流。
• 人类可以听到频率在 16Hz 到 20kHz 之间的波。

声音的制作

声音是由物体的快速来回运动（即振动）产生的。设置为振动的物体扰乱了介质中粒子的平衡状态，振动不断地从一个粒子传递到另一个粒子。

The vibration of the body is the primary source of sound’s genesis. The emission of sound continues as long as a body’s vibration remains. By traveling across a continuous elastic membrane, this sound generates a hearing experience in our ears. 

例如：当音叉被敲击时，它会振动并发出声音。如果用手触摸音叉，振动将停止。结果，声音输出将减少。在图片中，当音叉发出声音时，与音叉的一个臂接触的弹球由于音叉的振动而不断地远离臂。

我们可以根据我们的日常经验来理解声音的起源和字符。例如，如果金属物体掉到地板上或被锤子敲击，就会产生声音；但是，如果用手或硬物抓住它。声音是通过吹长笛、拨动乐器的字符串或振动鼓的膜产生的。结果，很明显声音是由振动产生的。这种振动在介质中产生波，使我们的耳膜振动，使我们能够感知声音。

物体的振动导致声音的产生。身体的振动是所有类型声音的主要发生器。由于振动，机械能转化为声音。

声音的传播

声音是由物体的快速来回运动（即振动）产生的。设置为振动的物体扰乱了介质中粒子的平衡状态，振动不断地从一个粒子传递到另一个粒子。例如，当音叉撞击橡胶垫时，可以注意到音叉中产生的振动并将其带到我们的耳朵附近，我们可以感觉到正在产生的声音，吉他字符串在敲击时会发出声音等。

The traveling of sound from the sound source to the surrounding medium is the propagation of sound. Sound waves cannot travel in a vacuum as there are no molecules present to set vibration.

不同介质中的声速

平均声速为343m/s。声音以波的形式从一种介质传播到另一种介质。声速在不同的介质中有所不同。它受声波传播的介质的温度、密度、弹性等因素的影响。我们在下表中列出了不同介质中的声速：

Materials	Speed of sound
Air at 20° C	343 m/s
Rubber	60 m/s
Lead	1210 m/s
Gold	3240 m/s
Glass	4540 m/s

声音可以在真空或空间中传播吗？

声音总是需要一种介质从一个点传播到另一个点。声音不能在真空中传播，因为没有粒子或分子存在来设置振动。当产生的振动通过空气传播到我们的耳朵时，可以听到吉他字符串振动产生的音乐。在这个过程中，空气作为声音传播的媒介。

人类如何听到声音？

通过介质传播的声波到达我们的耳朵，我们听到了声音。由于声波由我们的耳廓收集，然后到达耳道并撞击耳膜。从鼓膜发出的振动传递到三块骨头（锤子、砧座、马镫），最后传递到内耳。存在于内耳中的敏感细胞通过听神经将振动传递给大脑，听神经将其记录为大脑的声音。

示例问题

问题1：为什么在太空中听不到声音？给出理由。

解决方案：

Sound travels in the form of wave which is created due to the vibration of particles in medium as air, water or solid materials. Because space do not have any particles to vibrate due to the lack of medium sound cannot travel or be heard in space.

问题2：所有的振动体都会发出声音。我们能听到所有的声音吗？

解决方案：

The sound waves which frequency ranges below 16Hz are called infrasonic sound and the waves which frequency ranges above 20kHz are called ultrasonic sound. And, the general range of human hearing is 20Hz to 20kHz. Hence, the sound waves ranging out this limitation cannot be heard by humans.

问题3：所有的物体都会发出声音吗？

解决方案：

Sound is produced due to the vibration of particles of the medium. Hence, if a body is kept in contact with a medium the particles can vibrate and produce sound but, if the body is kept in vacuum sound will not be produce as the vibration of particles will not take place.

问题 4：说出决定声音尖锐度的因素？

解决方案：

The frequency of waves determines the shrillness of sound. As the sound wave with higher frequency creates high pitch and with lower frequency the pitch gets low.

问题 5：蚊子以平均每秒 250 次的频率振动翅膀时会发出声音，振动的时间周期是多少？

解决方案：

Given that, 

The total vibrations are 250 Hz.

Therefore, t

Time is taken to complete one vibration =1/250=0.004 seconds.

Hence, the time period = 0.004 seconds.