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当每天的太阳升起时 , 闹钟把我们叫醒;当我们去上学时 , 一路上车水马龙的喧闹声让我们不禁捂住耳朵;当我们伤心郁闷时 , 我们会掏出耳机听音乐 。 从我们呱呱坠地时起 , 声音就在我们身旁 , 无孔不入 , 无处不在 。 但是 , 我们真的了解它吗?
你知道为什么耳朵放在热水瓶口能听到嗡嗡声吗?你知道声音可以使液体发光吗?你知道海上风暴为什么能瞬间杀人吗?虽然声音就在我们周围 , 伴随着我们生活的方方面面 , 但是我们可能并没有真正地了解它 。
A1.声音是什么?
声音是由振动产生的 , 并通过传播进入我们的耳朵 , 它既看不到 , 又摸不着 。 但从人类诞生起 , 声音就终日与我们相伴 。 古人说“一切可以听到的信息即为声音” 。 但随着科学技术的发展 , 我们对声音的研究日益加深 , 我们发现声音不仅仅是可以听到的信息 。 那么 , 这些进入我们耳朵的到底是什么呢?是物体?是一种反应?还是……我们都知道声音是由物体振动产生的 , 正在发声的物体称为声源 , 振动停止 , 声音就停止 。
而声音就是发声体的振动通过固体、液体、气体传播形成的运动 , 这种振动就像水面的波纹一样 , 通过空气或是其他物体传入我们的耳朵 。 因此 , 我们把声音的传播形式称为“声波” , 把传递“声波”的物质称作“介质” 。 当外界传来的声音像“波”一样传入我们的耳朵 , 就会引起耳朵内鼓膜的振动 , 这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经 , 听觉神经把信号再传给大脑 , 于是我们就听到了声音 。 所以 , 声音就是声波通过介质传播所形成的运动 。
用鼓槌击鼓的时候 , 鼓槌击打在鼓头的穹形鼓皮上 , 引起鼓皮振动 , 此时的鼓皮就是声源 。 振动的鼓皮使空气随之发生振动 , 产生从鼓头和鼓体发出并散开来的压力波 。 压力波从声源向外发出并散开 , 振动内耳的听小骨 , 这些振动被转化为微小的电子脑波 , 传入我们的大脑中 , 这样我们就听到了鼓声 。 振动作用于空气时产生“压力波”的过程跟我们向池塘内扔小石头时 , 水纹从石头落入处慢慢向外扩散的情形有点类似 。
A2.声音是怎样产生的?
我们从出生开始就和声音打交道 , 可是 , 声音到底是从哪里来的呢?让我们一起做个小实验吧 。 现在 , 我们把手放到喉咙上 , 发出“啊——”的声音 , 感受一下 , 我们在发声时 , 手部有什么不同的感受呢?是不是发声时手部会感到震颤 , 不发声时没有这种感觉呢?如果是这样 , 那就对了 。 这说明发声时声带在振动 , 不发声时声带不振动 。 那么 , 其他物体是否也是这样呢?发出声音的物体都会振动吗?让我们观察一下身边发生的事情:敲鼓时可以听到鼓声 , 同时还可以感受到鼓面的振动;听到海浪的声音时 , 也可以看到波涛翻滚;拨动橡皮筋时 , 可以看到橡皮筋在不停地颤动 。 这些都告诉了我们一个事实:各种声音 , 不管它们具有何种形式 , 都是由于物体的振动所引起的 。 物体的振动是产生声音的根源 , 振动止 , 则声音止 。
现在我们知道声音是怎样产生的了 , 不过有时候振动并不容易被人观察到 , 那么我们怎样才可以观察到物体在轻微地振动呢?我们再来做一个小实验:将正在发声的音叉紧靠在用绳子吊着的乒乓球下 , 我们就会看到乒乓球在欢快地跳动 。 由于音叉的叉股振动幅度很小 , 凭眼睛很难直接观察到 , 但是通过乒乓球 , 我们就可以明显地观察到“音叉的振动” 。 这种将不容易直接观察到的微小现象 , 通过某种方式形象、直观地呈现出来就是物理实验中的“现象放大法” , 也叫“转换法” 。 你看 , 把音叉的振动“转换”成乒乓球的跳动 , 现象就明显了 , 观察起来也容易了 。
A3.什么可以发出声音?
在物理学中 , 我们把正在发声的物体称为声源 。 我们说话时 , 声带是声源;我们听到鼓声时 , 鼓皮是声源;敲击音叉发出声音时 , 音叉是声源 。 声音是由振动产生的 , 这些振动的物体都是声源 。 那么 , 所有振动的物体都是声源吗?你可能会想 , 振动使物体发声 , 正在发声的物体被称为声源 , 所以 , 所有振动的物体都应该被叫作声源啊 。 然而 , 答案是否定的 。 我们仔细看一下声源的定义:正在发声的物体 。 发声并不是振动产生声音这么简单 , 它还要产生声波 , 进入我们的耳朵 。 这一系列的过程都在发生 , 这才是“发声” 。 所以 , 如果物体在振动 , 但是如果没有可以使声波传播出去的介质 , 振动的物体也不能称为“声源” 。 能够听到声音说明物体一定在振动 , 但是在振动的物体可不一定是声源 , 这个我们要区分清楚哦!
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