声波的特点是什么?
声音只不过是通过某种介质以波的形式传播的振动(一种能量形式)。不同类型的介质对波的特性有不同的影响。这是否意味着如果介质不存在,声音就不会传播?正确的。它不会,声波不可能在真空中传播。对于不同的生物,可听的频率是不同的,例如,对于人类来说,介于 20Hz 到 20kHz 之间的声波是可听到的,所有低于此频率的频率都是次声波,所有高于此频率的频率都是超声波。
声波还有许多其他特性会影响波及其特性。让我们来看看他们,
声波的特性
声波是当接近我们的耳朵时被带到大脑的那些振动,然后大脑处理信息以便听到声音。声波的特性以不同的方式影响波和传播,声波有 5 个基本特性。当振动以波的形式绘制时,仅通过观察波就很容易推断出特性,
Note: The wave shown above is a transverse wave, but sound waves are known to be longitudinal in nature, they represented in longitudinal form for better understanding of the concepts
波长 (λ)
Wavelength 定义为 Wave 在开始重复之前所覆盖的最小距离。波长实际上是一个长度参数,因此波长的国际单位制单位是米。声波本质上是经度,完全稀疏的距离和压缩的组合给出了波长。所用波长的符号是λ。
时间段 (T)
声波的时间周期定义为一个完整周期所需的时间。波的一个周期由振动中的一次完全稀疏和压缩定义。时间段以秒为单位。时间周期也用于找出波的频率,时间周期的倒数给出了波的频率。
频率/音高 (ν)
声波的频率定义为波在 1 秒内完成的周期数。波的频率也可以定义为波在一秒钟内产生的振动次数。频率的 SI 单位是赫兹 (Hz),用符号 nu (ν) 表示。频率是波的参数,不会因改变传播介质而改变。因此,波的频率始终保持不变。
波频率的一个例子是,
在上图中,要确定波的频率。可以清楚地看到两个循环在 1 秒内完成。因此,可以得出结论,波的频率为 2 Hz。
找出波频率的公式,
Frequency (ν) = 1/T, Where T= Time Period
Note: The Time period and frequency of a wave are reciprocal to each other and therefore, if a wave has more Time period, it will have less frequency and vice versa.
波速
波的速度定义为声波每单位时间行进的距离。行进的距离只不过是波的波长。声波速度的 SI 单位是米/秒 (m/sec)。
Velocity of the sound wave = Wavelength/Time period
Velocity of the sound wave = Wavelength × Frequency
v = λ × ν (m/sec)
幅度/响度 (A)
波的振幅表示波中存在的能量。幅度通常称为声波的响度,由波所达到的最大高度(垂直)定义,幅度越高,响度越高。在声波中,一个稀疏或压缩的幅度定义为该波的幅度。
示例问题
问题1:借助图表解释某个声音比另一个声音更大的原因?
答案:
The loudness of any sound is determined by its amplitude. Higher the amplitude of the wave, louder is the sound. Below given two different figures are showing the sound waves of two different sounds, where the first sound is louder and the second sound is less loud (quieter)
问题 2:波浪的时间周期为 20 毫秒。这个波的频率是多少?
回答:
As the formula known for the frequency of the wave is,
Frequency= 1/time period
Frequency= 1/(20 × 10-3)
Frequency= 1000/20
Frequency= 50Hz
问题 3:给出两个频率为 10Hz 和 50Hz 的波。哪个波有更多的时间段?
回答:
The Time period for the first wave= 1/frequency
= 1/10
= 0.1 second.
The Time period for the second wave= 1/frequency
= 1/50
=0.02 second.
Hence, The time period of the first wave more than the Time period of the second wave.
问题 4:解释声波和光波的特性有何不同?
回答:
Difference between the characteristics of sound wave and light wave,
- Sound Waves are longitudinal waves while Light waves are transverse waves.
- Sound waves always require a medium to travel, that is, they cannot travel in vacuum, while light waves do not require any material medium since they are electromagnetic waves.
- The speed of light is approximately 330m/sec while the speed of light wave is 3× 108 m/sec.
- Sound waves are mechanical waves, but light waves are electromagnetic waves.
问题5:波速为300m/sec,波长为20Hz。这个波的波长是多少?
回答:
The velocity of a wave is given as,
Velocity = frequency × wavelength
300= 20 × λ
λ =15meters
Hence, the wavelength of this wave is 15 meters.
问题6:波的时间周期为1秒,波长为10米。还有一波,时间为3秒,波长为30米。两个波中哪个波的速度更大。
回答:
Velocity of the first wave= 10/1
Velocity = 10m/sec
Velocity of the second wave= 30/3
Velocity = 10m/sec
Hence, the velocity of both the waves are equal.