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大家知道 ， 声音产生的根源在于物体的振动 ， 而振动则需要相应的介质 ， 无论是固体、液体还是气体 ， 只要有输入的能量推动物体的组成分子发生振动 ， 那么就会产生振动 。 在振动产生以后 ， 会通过介质将声波向外界传递 ， 当被人的听觉器官感受到后 ， 就形成了声音 。
【为什么声音最大是194分贝？如果超过能量极限，声音会变成什么？】
对于声音的强弱 ， 物理学上用分贝来体现 。 据实验测定 ， 人们通常只能感觉到15分贝以上的声音 ， 如果还低于这个数值 ， 即使存在振动 ， 人耳也感受不到 。 从声波产生的机理出发 ， 我们可以知道 ， 如果没有振动 ， 则就没有了声音 。 按照常规的理解 ， 只要在一个介质环境中 ， 输入的能量越大 ， 那么所产生的振动就会越强 ， 理应声音的分贝值就越高 ， 那么 ， 为何科学家们说声音分贝的最大值是194呢？
首先需要明确“分贝”的概念
在声学领域 ， 分贝是表征声音响度的单位 ， 名称的来源是美国发明家贝尔的名字 。 而声音的响度来源于“声压” ， 即声波中纵波的压强差 ， 其标准单位和大气压一样都是“帕斯卡” ， 人耳所能感受的声压范围 ， 一般为0.00002到20000帕斯卡之间 ， 大约相差了10个数量级 ， 这在日常生活中描述声音的响度上 ， 带来了很多不便 。
所以 ， 在实际应用中 ， 人们将声压值取10的对数然后再乘以2 ， 得到声压的“贝尔”值 。 比如 ， 人耳所能感受到的最小声压0.00002作为1倍参考声压 ， 对其取10的对数然后再乘以2 ， 即2*lg1=0；人们正常说话时产生声波的声压为0.02帕斯卡 ， 按照上述方法换算成的“贝尔值”为6；炮弹爆炸时产生声波的声压约为20000由斯卡 ， 对应的“贝尔值”为18 。
在实际生活中 ， 人们所遇到的极低声压和极高声压情况仍然是比较少的 ， 周围环境中的声压值 ， 用“贝尔”这个单位来表达 ， 一般情况下大约处在8-13之间 。 这就出现了一个问题 ， 用“贝尔”来表达日常生活中人们对声音的感觉 ， 仍然显得过于粗略 ， 所以科学家们在“贝尔”的基础上 ， 引入了“分贝”的概念 ， 即在1贝尔声压的间隔下 ， 又划分出了10份 ， 这样不同声压的声音 ， 就会体现出“三六九等”来 ， 在人体的直觉和认知上更好地能够理解和接受 。
换算成“分贝”之后 ， 我们所能听到的声间最低值应该在15分贝左右 ， 正常说话的声音大约为60分贝 ， 电钻的声音为90分贝 ， 炮弹爆炸的声音大约为180分贝 。
为什么“分贝”值有上限？
在物理学上 ， 声压虽然单位是帕斯卡 ， 但它与真正意义上的压强有着很大的区别 ， 它是声波在空气中上下振荡过程中 ， 对空气的挤压和拉伸所形成的 ， 因此声压的数值 ， 取决于声波纵波振动的幅度 ， 即以背景压强为0时在上下方向上的偏离程度 。
声波的产生 ， 必须依赖于介质分子的相互撞击 ， 形成从声源到耳膜的传输通道 ， 能量在此过程中实现传递 。 而能量的传递 ， 必须依赖于不同区域之间的“能量差” ， 即从能量高压区域向着低压区域延续 。
我们知道 ， 空气中低压区域最低的理想状态就是真空 ， 此时低压区域的空气分子水平已经不能再低了 ， 声波纵波的振荡最低点也就到头了 ， 如果再高 ， 以声波的形式存在的基础就将不复存在 ， 声波将无以为继进行传播 。 正是由于这个原因 ， 声音是具有上限的 。
我们可以通过计算 ， 来看看这个上限值是什么 。 在地球常温常压环境中 ， 声音达到上限时 ， 其声波最低点达到真空状态 ， 那么声波的振幅值将等于1个标准大气压 ， 即为101325帕斯卡 ， 振动时产生气压的最小值为0 ， 最大为两倍标准大气压 ， 即202650帕斯卡 。
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