声音的产生和传播

为了防止噪声污染,我们首先应该了解声音产生和传播的物理过程。 沿着我们听到的各种声音,去追寻产生的原因,可以发现它来源于物体

的振动。能振动发声的物体为声源。声源可以是振动的固体,也可以是振动的气体或液体。声源都具有一定的振动频率。人能听见声音的振动频率范围为 20 赫到 20 千赫。高于 20 千赫的声音为超声,低于 20 赫的声音为次声。声音必须通过物质才能传播。传播声音的物质叫声音的媒质。固体液体

和气体都可以成为声音的媒质。

声音在空气中传播时,每一层空气并不向四周散开,而是像一个被压缩了一下的弹簧,在一个平衡位置的附近振动。这种振动引起该层空气的疏— 密变化和压强强—弱的变化,同时也引起下一层空气做相应的变化。声音的这种运动形式叫波动,这个传播过程叫声波。在液体中声音也按上述方式传播。在固体中声音的传播方式与其在气体或液体中的传播方式略有区别。

声波有周期性变化的特点。其每秒钟变化的次数为声波的频率(f),单位为赫兹(HZ);声波每重复一次变化所需的时间叫周期(T),单位为秒(S)。频率和周期互为倒数,即:

f = 1

T

声波也有自己的长度。当声源引起空气的振动时,空气里两个相邻密度最大值(或密度最小值)的地点间的距离,叫声波的波长(λ),单位为米

(m)。声波每传播一个波长(λ)的距离,所用时间为一个周期(T)。声音传播的速度(ν)为:

ν = λ = λf T

声波传播时,大气压强将根据声源的振动规律做时强时弱的周期性变化。有声音传播时的大气压强与无声音传播时大气压强值的差,就是声压。人耳对声音的感觉与声压有直接关系。在描述声音的各个物理量中,只有声压能被人直接感知而产生听觉。声强的大小与声压的平方成正比。

声波的传播过程实际上是一种能量的转移过程。声源振幅越大,媒质获得的能量越多,传播的能量越多,其功率也越大。

根据声音的产生和传播过程,可以知道控制噪音的主要途径,一是控制声源的振动;二是在声音传播过程中,采取各种方法消耗、吸收声波传递的能量,使媒质扰动趋于平静,或阻断声波的传播;三是远离声源。