登陆注册
2655400000008

第8章 声音是从哪里来的(3)

在船的一侧的底舱里靠近船底的地方有一个弹药包,在燃烧的时候发生激烈的声音。这声波穿过水层到了海底,反射以后的回声折回到水面上来,由装在舱底的灵敏的仪器接受下来。一只准确的时计量出了发出声音和回声到达相隔的时间。我们已经知道了声音在水里的速度,就很容易算出反射面的距离,换句话说,就是测出了海洋的深度。

这种测量海洋深度的装置叫做回声测深器,在测量海洋深度的工作上起着极大的作用。应用从前的测深器,只能在船只不动的时候测量,而且要花许多时间。那系测锤的绳要从它缠绕着的轮盘垂下去,而且垂下得相当慢(每分钟约150米);把它从海底提出也是这么慢。因此,要测量3千米的深度,用这个方法就得花3刻钟。如果采用回声测深器,那同样的测深工作只要几秒钟就完事了,面且测量的时候轮船仍旧可以照旧行驶,所得到的结果也比用测锤的方法可靠得多,精确得多。最新的测深工作所得到的误差不超过四分之一米。

如果说深海的深度的精确测量对于海洋学有重大意义,那么,在浅水的地方进行又快又精确可靠的测深工作,是对于航海有真正的帮助的,这可以保证航行安全:由于回声测深器的帮助,使得船只能够大胆而且很快地向岸靠近。

在现代的回声测深器里,已经不是用一般的声音,而是用非常强的"超声波",是人的耳朵听不到的声音,它的频率大约每秒几百万次。这样的声音是从放在很快交变的电场里的石英片(压电石英)振动产生的。

会领航的海豚

在新西兰海岸,一艘海船在大雾弥漫、暗礁丛生的浅海地区迷了路,多亏了一条海豚带领,这只船才能顺利地到达了安全地带。

海豚海豚是如何为海船领航的呢?

科学家还发现,一群灰海豚在吃东西时,可使8千米以外的伙伴沿直线游来分享,这又是什么神奇的作用呢?8千米以外的海豚怎么会知道吃东西的地点呢?

研究发现,这跟海豚的器官有关。海豚身上有一套精确的定位回声装置,能用超声波定位。海豚的超声波定位器位于头部。它所发出的超声波遇到物体产生回波,由它的耳朵和头部某一部位接收。经过训练的海豚,利用它的特有功能,还可以帮人类探测和寻找沉船、潜艇等。当海豚发出的声音遇到附近的物体反射时,海豚则通过回声的大小、频率来判断物体的大小、形状和位置。智慧的科学家就是从海豚身上得到启发,创新利用声呐作为探测器。

潜艇的发明,给科学家出了一道难题。它藏在海水深处神出鬼没,如何才能发现它呢?再好的望远镜也无法发现水下目标,雷达对它也无能为力,因为雷达发射的电磁波很快就会被海水吸收,无法用它来探测水下的潜艇。在这种情况下,科学家根据海豚脑中的超声波定位器发明了"声呐"。

声呐这个词是英语缩写的音译,其原意是"声导航和定位"。声呐是海洋中的"千里眼"和"顺风耳"。有了它,不仅可探测远处的轮船、潜艇,而且还可以探测海洋中的鱼群、沉船、冰山及水下资源。

声呐的用途十分广泛。在军舰、潜艇、反潜飞机上安装声呐之后,可以准确确定敌方舰艇、鱼雷和水雷的方位。同时,它还能区别前方的目标是鲸鱼还是潜艇,是敌方潜艇还是我方潜艇。在民用方面,它可以使轮船在黑夜和雾天航行时及时发现前方的船只或暗礁;可以告诉渔民哪儿有鱼群;还可以用来研究海洋地质,搜寻海下沉船,进行水下通讯联系等等。

理想的剧场是什么样子

经常看戏、听音乐的人都知道,有的剧场、音乐厅的音响效果很好,即使在边、角后排,歌声、器乐都清晰悦耳;而在一些礼堂、大厅的演出,坐在前排也听不清楚。这不是声音的强弱问题,而是噪音的干扰问题。理想的剧场是,剧场中处处听得清,听得真。

噪音干扰,声学称为建筑物"交混回响"。是指声源发声后,声音在建筑物内会有多次反射,而连续发声则会有连续的多次反射,由于听者双耳同时会接受除了声源直接传播的声音外,还有不同距离、不同时间的反射声,歌声、音乐声再加上反射声就成为不清晰的噪音了。对于剧场、音乐厅来讲,造成"交混回响"的还应包括坐椅和观众。

所以,理想的剧场、音乐厅,对建筑的反射、吸收极为"讲究"。舞台作为声源,要讲究声音的音质、音量,运用舞台建筑空腔、电子等手段对声音反射、聚焦、放大,让声音传到厅、场各处观众,而厅、场的反射、吸收更为讲究,目的就是降低"交混回响",吸收太强,会影响音质、音量,如何合适,还是个相当复杂的技术问题,音乐家和建筑师正在不断努力。所以,理想的剧场:剧场中处处听得清、听得真的剧场,还在不断实践中接近理想。

天坛回音壁是怎么回事

英国伦敦,有一条著名的圆环形"私语走廊",你在这直径三十四米的走廊任何一处墙边说悄悄话,在走廊其他地方,包括直径对面的最远处的人,都能听得清清楚楚。如若你对着墙壁"私语",其他的人会觉得你正在他身边"耳语",十分奇妙。

更为著名的是北京天坛的回音壁。回音壁,是天坛中存放皇帝祭祀神牌的皇穹宇外围墙。墙高约四米,厚一米,直径六十二米,周长一百九十三米。墙壁是用磨砖对缝砌成的,墙头覆着蓝色琉璃瓦。围墙的弧度十分规则,墙面极其光滑整齐,两个人分别站在东、西配殿后,贴墙而立,一个人靠墙向北说话,声波就会沿着墙壁连续折射前进,传到一二百米的另一端,无论说话声音多小,也可以使对方听得清清楚楚,而且声音悠长,堪称奇趣,给人造成一种"天人感应"的神秘气氛。所以称之为"回音壁"。

回音壁直径六十二米比"私语走廊"约大二十八米,而且"私语走廊"有个球形屋顶,而天坛是敞顶的环道。但是,回音壁和私语走廊回音传声的原理都是一样的,敞顶的回音壁在建筑和声学上确实更高一筹。

"悬丝诊脉",真有此事吗

在我国古典小说和传统戏曲里,常有太医为后妃们"悬丝诊脉"的情节。具体方法是:后妃和太医各居一室,由太监或宫女将一根红丝线拴在后妃的手腕上,线的另一端交给太医把按,通过丝线辨别病情。这样做,是为了维护宫廷礼制,以防乱了宫闱。

传说孙思邈给长孙皇后看病就用此法。因孙思邈是从民间而来,不是有官职的太医院的御医,太医就有意试他,先后把丝线拴在冬青根、铜鼎脚和鹦鹉腿上,最后才把丝线系在长孙皇后腕上,让孙思邈为她看病。孙思邈诊得脉象,知是滞产,便开出一剂药方,长孙皇后遂顺利分娩。同行问其窍门,孙思邈笑而不答。相信同学们一样,也想知道究竟吧?病人的脉象能否通过丝线传导给医生呢?

原来,当被诊断的病人脉搏振动时,会引起丝线的震动,医生通过分析病人脉搏的振动情况就可以进行诊断了,这是利用了声音可以通过固体传播的原理。为了能使听到的声音更大,可以在丝线的两端各装一个小纸盒,因为固体传声的能力不仅与温度、物质种类有关,还与其硬度有关。

古人求医悬丝诊脉,令人费解,那今天的听诊器又有什么原理呢?

人听到声音的原因是物体振动引起周围介质波动。例如空气振动人耳中鼓膜,转化为脑电流,人就"听"到了声音。通常人耳朵能感受的振动频率为20赫~20千赫。

人对声音的感受标准还有一个是音量。音量和波长有关,正常人听觉的强度范围为0~140分贝。

换句话说:音频范围内声音太响太弱都听不到,音量范围内音频太小(低频波)或太大(高频波)也听不到。

人能听到声音还和环境有关,人耳有屏蔽效应,就是强声可以遮盖弱声。

人体内部的声音如心跳声、肠鸣音、湿啰音等甚至血液流动的声音不大能让人"听"到的原因是音频过低或音量太小了,或被嘈杂环境遮蔽掉了。听诊器的原理就是物质间振动传导参与了听诊器中的铝膜,而单非空气,改变了声音的频率、波长,达到了人耳"舒适"的范围,同时遮蔽了其他声音,"听"得更清楚。

怎样寻找回声?

谁都没有看到过它,

听呢,--每个人都听到过,

没有形体,可是它活着,

没有舌头--却会喊叫。

--涅克拉索夫

马克·吐温写过一个笑话,说到一位不幸的收藏家想搜集……你猜搜集什么?搜集回声!他不辞劳苦地收买了许多能够产生多次回声的土地。

首先,他在乔治亚州收买回声,这地方的回声可以重复4次,接着跑到马里兰去买6次回声,以后又到美恩去买13次回声。接下去买的是堪萨斯的9次回声,再下去是田纳西的12次回声,这一次买得非常便宜,因为峭岩有一部分崩毁了,需要加工修理。他以为可以把它修理好,但是担任这个工作的建筑师却向来没有过把回声变成三倍的经验,因此终于把这件事情搞坏了,--加工完毕以后,这地方恐怕只适宜给聋哑的人去住了……

这当然只是开玩笑;但是很好听的多次回声却也的确在地球上各地方存在的,有的很早就已经引起大家注意,变成全世界出名的地方了。

这里可以提几个有名的回声的例子:在英国的武德斯托克,回声可以清楚地重复17个音节,格伯士达附近迭连堡城的废墟能够得到27次的回声,后来一堵墙壁给毁坏,这回声才"静默"下去。捷克斯洛伐克的亚德尔士巴哈附近一个圆的断岩,在一定的地方上可以使7个音节做3次重复的回声,但是离这个地点几步,即使步枪的射击也不会发生回声。更多次数的回声曾经在米兰附近的一座城堡(现在已经不存在了)听到过:从侧屋窗子放出的枪声,回声重复了40~50次;用大声读一个单字,也能够重复30次之多。

其实要想找到一个仅能听到一次回声的地方倒是不容易的。在我们国家也有很多能听到很多次回声的地方。因为这里被森林包围的平原众多,有很多林间空地。只要站在空地里大声喊叫,就会多多少少从林间反射来回声。

山地里的回声跟平地上不同,种类很多,可是听到的机会反而少。在山地里,要听到回声比在树林环绕着的平地里困难。

你就会明白这是什么原因。回声实际上就是从某个障碍物反射回来的声波,它和光的反射一样。"声线"(就是声波传播的方向)的入射角也等于它的反射角。

在不平坦的地面上寻找回声,是需要一定的技巧的。甚至已经找到了最合宜的地方,还得知道怎样把它"召唤"出来。首先,你不可以站在离障碍物太近的地方:应该让声音走过一段相当远的路,--否则回声回来得太快,会跟原来发的声音汇合到一起。我们知道声音的速度是每秒340米,那么就不难了解,当我们站在离障碍物85米的时候,你应当在发出这声音以后半秒钟,听到这个回声。

虽然回声的产生是"由于一切声音在空旷的空间产生自己的反映",--但是并不是所有声音反映得同样清晰的。"野兽在森林里吼叫,或者是号角在吹,或者是雷声在轰鸣,或者是一个女孩子在土丘后面歌唱",所得到的回声都各不相同。所发声音越尖锐、越断续,所得到的回声就越清晰。最好是用拍手来引起回声。人的声音引起的回声比较不清晰,特别是男子的声音;妇女和孩子的高音调可以得到清晰得多的回声。

大雪后为什么很寂静

冬天,一场大雪过后,人们会感到外面万籁俱静。这是怎么回事呢?难道是人为的活动减少导致的吗?那么,为什么在雪被人踩过后,大自然又恢复了以前的喧嚣?

原来,刚下过的雪是新鲜蓬松的,它的表面层有许多小气孔,当外界的声波传入这些小气孔时便会发生反射。由于气孔往往是内部大而口径小,所以,仅有少部分声波的能量能通过口径反射回来,而大部分的能量则被吸收掉了,从而导致自然界声音的大部分均被这个表面层吸收,故出现了万籁俱寂的场面。而雪被人踩过后,情况就大不相同了。原本新鲜蓬松的雪就会被压实,从而减小了对声波能量的吸收。所以,自然界便又陕复了往日的喧嚣。

噪声的危害真不少

噪声是相对于那些使人感到轻松愉快、精神振奋的声音而言的。指凡是影响人们正常学习、工作和休息的声音,凡是人们在某些场合"不需要的声音",都统称为噪声。如机器的轰鸣声,各种交通工具的马达声、鸣笛声,人的嘈杂声及各种突发的声响等,这些声音是发声体做无规则振动时发出的。

美妙动听的音乐会让人感到轻松愉快、精神振奋,欣赏优美动听的音乐是一种艺术享受。从物理角度看,音乐是乐音,它是声源有规则振动发出的悦耳动听的乐音。悦耳动听的音乐有改善神经系统、内分泌系统和消化系统的功能,能提高思维能力,有助于儿童的生长发育。

然而,噪声对人的影响就截然不同了。

噪声是一种由为数众多的频率组成的并具有非周期性振动的复合声音。简言之,噪声是非周期性的声音振动。它的音波波形不规则,听起来感到刺耳。

噪声危害着人们的机体,使人感到疲劳,产生消极情绪,甚至引起疾病。另外,高强度的噪声,不仅损害人的听觉,而且对神经系统、心血管系统、内分泌系统、消化系统以及视觉、智力等都有不同程度的影响。

20世纪90年代,英国一个流行乐队举行了一次演唱会,演唱会过后,有300名听众失去知觉,昏迷不醒。诊断结果是因为声音极度刺耳,致使听众休克。

无独有偶,20世纪50年代在西班牙曾经有80人自愿作为喷气发动机噪声作用的试验对象,试验结果非常悲惨,其中28人当场死亡,其余的人都得了严重的麻痹症。

因此,噪声被公认为是仅次于大气污染和水污染的第三大公害。

在我国,为了减少噪声的危害,有关标准规定,住宅区噪声,白天不能超过55分贝,夜间应低于45分贝。世界上一些城市颁布了对交通运输所产生噪声的限制。

为了防止噪声,我国著名声学家马大猷教授曾总结和研究了国内外现有各类噪声的危害和标准,提出了三条建议:

1.为了保护人们的听力和身体健康,噪声的允许值在75~90分贝。

2.保障交谈和通信联络,环境噪声的允许值在45~60分贝。

3.对于睡眠时间建议在35~50分贝。

当然,噪声并非是百害而无一利,尤其是随着现代科学技术的发展,人们也能利用噪声造福人类。

比如,利用噪声进行除草。科学家发现,不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理,人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发,这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草,用"欲擒故纵"的妙策,保证作物的顺利生长。

家庭生活中;为了避免楼上、楼下的噪声通过天花板和地板传入室内的振动声,通常会设置吊顶,以隔绝从上空传来的噪声。同时铺设地板,以隔绝从地面传来的噪声。

同类推荐
  • 外星人大图说(天文科学丛书)

    外星人大图说(天文科学丛书)

    《天文科学丛书:外星人大图说》主要包括外星人丢失的婴孩、外星人青睐地球人、外星人目击报告、外星人频访美国等内容,具有很强的系统性、科学性、前沿性和新奇性。
  • 地球的血液:江河湖泊

    地球的血液:江河湖泊

    在人类赖以生存的地球上,自然界亿万年的沧海桑田造就了无数令人震撼的自然奇观,它们在大自然浩瀚无际的舞台上演绎着地球不老的传奇。本书是一部以地理知识为题材的社科读物,内容新颖独特,并以图文并茂的方式展现给青少年读者,以激发他们学习地理的兴趣和愿望。
  • 谁会是下一个牛顿:最让人受启发的物理现象

    谁会是下一个牛顿:最让人受启发的物理现象

    本书主要内容包括:无处不在的力、怎样让溜冰鞋一直滑下去、苹果为什么不掉到天上去、人体重心揭秘、羽毛和铁块会同时落地吗、“不倒翁”不倒的秘密等。
热门推荐
  • 庶女倾城:薄情皇帝失宠妃

    庶女倾城:薄情皇帝失宠妃

    他宠她,只因她是一枚棋子,还未到弃时。大婚当夜,没有含情脉脉,只有无尽的欺凌与折辱,他强取豪夺:“侍寝是你的荣幸,爱妃,为何要抗旨?”某女一脸黑线,硬生生地挤出两个字:“不会。”他冷冽一笑:“不会?我以身作则来教你可好!”九重宫厥,他给她最尊贵的身份,却让她过着最卑贱的生活!一世浮华,最终落得暴君杀妃的下场,重生蜕变归来,谁失了真心谁以江山为媒?
  • 恶魔超正义

    恶魔超正义

    星空王庭女王:“色狼哥哥别跑!今天你必须要跟我结婚!”黑色炼金术士:“达令,快试试我刚调配的魅药九三八号!”黄铜要塞新任矮人王:“少年仔,你跟偶女儿到底是是咋回事情?!”精灵王庭冠军武士:“宿敌呦!来决斗吧!”被大票传奇追逐的那人,冲向了已退休的吸血鬼领主丹尼尔·冯·莫卡维的城堡:“小白,吾家中过不下去了,快快随吾再去冒险哇呀呀呀……”仆人们看向丹尼尔,发现领主眼角有翔划过。然后他一咬牙,拿起一个药瓶直接灌了下去。紧接着露出吃错药的表情,对着众人跑远的方向喊:“队长莫慌,小白在此哇呀呀呀……”仆人捡起药瓶看了一下。只见上写着三个大字:脑残片这是一个神经病,带着一群神经病,把多元宇宙玩的神经病了的故事。书友群:160901212
  • 极影邪刃

    极影邪刃

    遗憾传说,百年一遍,千年一转,万年一现。曾经遗憾传说上有一段话:“亘古夜苍,月同众星执掌夜空。浩瀚银河,日凭己力独霸昼穹。月星之力异士修之,偶有大成,美其名为:太阴星。日阳之力........太阳星。”你敢去探寻太阳星吗?
  • 腹黑狂妃别再跑

    腹黑狂妃别再跑

    当腹黑遇上妖孽,你们说是腹黑坑了妖孽,还是妖孽吃了腹黑?她,杀手出身,穿越后摇身一变成沧雄国风家小少爷,传说极其绔纨,极其风流,只知道吃喝玩乐,却没有人知道‘他’本是女儿身。他,霸道强势,高深莫测,妖孽如他,一次意外相遇,他和‘他’斗上了。风起云涌,七雄争霸,谁才是谁身边的终极伴侣?【女主女扮男装,本故事纯属虚构,如有雷同纯属巧合。】
  • 椰菜小姐涩涩爱

    椰菜小姐涩涩爱

    什么哥哥们可以有无数个女朋友,自己却不能与人交往?当平凡少女绫奈茜新的“恋爱可能性”被破坏时,她愤怒地发誓,一定要和那对严重“妹控”的双胞胎哥哥划清界限等等,三个孩子中有一个是收养的?是她,是他,还是他?平静的生活被打破,一切陷入混乱中时,却开始有美少年前赴后继地向她表白。谜样的身世,突如其来的桃花运,彼此间有着怎样的联系?
  • 苏格拉没有底(大结局)

    苏格拉没有底(大结局)

    连载新文《老板,我要潜了你!》http://m.pgsk.com/a/397012/在离开TA的时候,甚至在离开TA很长一段时间之后,我依然相信总有一天我们会再次出现在彼此的生活中。我是说我会挤进TA的生活,要TA不得不面对我,然后静静地、执拗地慢慢扎根,再不离开。——题记.苏格拉没有底☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆★一句话简介:有你的世界,我插翅难飞。★【苏格拉】她有阅读困难症,她记不住人们的面孔,她会跳舞,可是却只能成为奢望。当那么多缺憾压在她身上的时候,万幸她仍是觉得世界很美好。开一间香料店,写一写小冷文,偶尔客串广告,再想一个不着边际的人。【周之氐】他是比演员还好看的博士,天文物理学教授,他聪明专注,在意的是浩瀚宇宙。他的人生,三分之一的颠簸,三分之一的力求向上,三分之一的苏格拉。都是苏格拉底闹得吧?怎么就掰不开了?!【舒灏】他嬉笑怒骂好不轻佻,左右逢源时还记得那一年的海棠初绽时——“你真漂亮,我喜欢你,长大了当我媳妇吧。”“才不要!”“没关系,等着吧,我一定会娶到你!”★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★他问:你究竟看不看新闻的?她:???他说:我命名了一颗新星——sugar。她:???他叹:s-u-g-a-r--sugar。她:???他吼:笨,一如既往的笨!!!◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇【友情提示:温馨治愈系暖文,绝对的温馨治愈系,在下真的折腾不出惊涛骇浪→_→】★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★推荐完结文《乖,跟我回家》http://m.pgsk.com/a/293145/◆他一朵又一朵毫不犹豫掐断我的桃花◆
  • 遗失的仙茶香

    遗失的仙茶香

    古丹潍和蓝叶子二人因为旅游遇到了名叫凝葿的仙人。出于古丹潍祖婆婆的预言,二人将会有劫难,所以受托于凝葿亲身保护。自从凝葿仙人出现后,各种匪夷所思的灵异事件也接连发生。
  • 爱情卷(文摘小说精品)

    爱情卷(文摘小说精品)

    百篇美文,百种人生态度,蕴涵了大师们感悟自然,体验人生的情愫。阅读本书,流连于名家名作中,体味亲人的爱,朋友的关怀,使干涸的心灵得以滋润,枯萎的生命得以激越。共赏隽永不朽的作品,透过名家笔触,感受唯美。翻开本书的那一瞬间将成为你生命中的一部分,享受阅读之乐、感知之乐、人生之乐。所选文章篇篇脍炙人口,堪称人类语言文字之杰作。
  • 先学做人 再做生意

    先学做人 再做生意

    做人与做生意都不是容易的事。纵观世界各国各行业大大小小的成功生意人,总是以一种生活中做人有办法,生意中圆圆满满的高境界出现。看来,做生意,最重要的还是学做人!要学做生意,先学做人,如此,才能在生活这片汪洋里拨云见日,游刃有余,开创辉煌。也许知道做人的方法和道理后,你就能更好地做个成功的生意人了。
  • 最奇幻

    最奇幻

    世界是危险的,女主是强悍的,伪娘是最高的,奇遇是坑爹的。 严谨的魔法,神棍的科学,真实的奇迹,飘渺的存在。 《最……(省略N字)奇幻》 全新改版,尽请期待……以下为补充说明,如有雷同,不胜荣幸。 会用扔字典的不一定是字典帝,还有可能是的四处乱轰的DictionaryGUN…… 会占卜的不一定是诅咒,还有可能是人形雷达…… 有伪娘血统的不一定是伪娘,还有可能是灵魂分裂…… 能再生的不一定都是魔人布偶,还有可能是G病毒,液态金属机器人…… 仍有疑问,参见以上四条。