看得見的聲音

郭川　郭海蓉

聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的聲波，通過空氣或固體、液體傳播并被人或動(dòng)物的聽覺器官所感知的波動(dòng)現(xiàn)象。人耳可以聽到的聲波的頻率一般在20赫茲至20 000赫茲之間。所以，人們把頻率小于20赫茲的聲波叫作次聲波，把頻率

高于20 000赫茲的聲波叫作超聲波。那么，無形

的聲音可以被我們的眼睛看到嗎？答案是肯定的。

自然界中有光能、水能，生活中有機(jī)械能、電能，其實(shí)聲音也有能量。

在一個(gè)黑白相間，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓的上方架一把沒有把柄的吉他，吉他弦垂直在鼓的中央，并連接到鼓下面的踏板上。用手轉(zhuǎn)動(dòng)大鼓，然后撥動(dòng)吉他弦，轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓上面就出現(xiàn)了看得見的波紋。

人說話時(shí)的聲音是由喉部的聲帶振動(dòng)產(chǎn)生的。兒童的聲帶短小而且薄，因此聲音高而尖；成年女性的聲帶短而且緊，因此聲音較高；成年男性的聲帶松且長，因此聲音較低。

攝聲管的秘密

我們首先認(rèn)識(shí)一下“攝聲管”吧。我們面前有12根直徑相同、中間貫通但長度不一樣的塑料管子，大家將耳朵緊貼長短不同的管子口，我們發(fā)現(xiàn)管子越短音調(diào)越高，管子越長音調(diào)越低。管子的長短不同，管子中空氣柱的固有頻率也不相同。它們分別與背景噪聲中相同頻率的聲波共振，發(fā)出高低不同的共振聲波音響。

當(dāng)我們發(fā)出聲音時(shí)，周圍的空氣會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，我們的耳廓接收到這種振動(dòng)后傳給鼓膜，鼓膜振動(dòng)并帶動(dòng)聽小骨振動(dòng)，聽小骨把聲音放大后傳入耳蝸，耳蝸將聲波轉(zhuǎn)化成神經(jīng)信號(hào)，由聽覺神經(jīng)傳送到大腦后，我們就聽到聲音了。

五彩的聲音

當(dāng)我們對(duì)著麥克風(fēng)說話時(shí)，熒幕上居然出現(xiàn)了許多五顏六色的像氣球一樣的泡泡。原來，這個(gè)裝置運(yùn)用聲音處理技術(shù)，把聲音這些看不見的差異反映成看得見的聲音圖形。于是，虛無縹緲的聲音借助信息技術(shù)，變得豐富多彩起來。

神奇聚聲亭

頂部是一個(gè)拋物面的聚聲亭能把聲音聚集起來，這樣聲音反射回來時(shí)，我們就能聽到比原來更響亮的聲音了。這就是聲波的反射和聲聚焦的特點(diǎn)。我們對(duì)著陡峭的山崖大喊一聲后，可以根據(jù)回聲到達(dá)的時(shí)間，估算我們站的地方與山崖之間的距離。

聲懸浮來了

“聲懸浮”是巧妙地利用聲波與物體的相互作用，懸浮起尺寸都不超過1厘米的物體。因?yàn)槁晳腋〉脑頉Q定了懸浮物體的尺寸必須小于半波長。

聲音碎玻璃

石英玻璃頻率在20 000赫茲左右。人的聲帶頻率一般不高于2 000赫茲，因此人的聲音無法把玻璃震碎。當(dāng)聲音的頻率達(dá)到和玻璃頻率很相近的程度時(shí)，用聲音擊碎玻璃是完全有可能的。

生物聲學(xué)的研究

生物聲學(xué)非常值得一提。白 豚聽覺和視覺系統(tǒng)嚴(yán)重退化，卻擁有非常獨(dú)特和功能強(qiáng)大的回聲定位系統(tǒng)。可以發(fā)出人耳聽不見的高頻率音波，與10多千米外的同伴聯(lián)系。蝙蝠能用喉頭發(fā)射超聲波，并且用耳朵接收回聲，因此可以在黑夜中自由飛行和捕食。

聲音可以滅火

用聲音來熄滅蠟燭，可能嗎？聲音本身是一種波，而聲波是有壓力的。在這個(gè)壓力的作用下，火焰能被“壓”滅。這就是聲滅火器的工作原理。

你不知道的超聲波

超聲波可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎，還可以根據(jù)內(nèi)臟表面對(duì)超聲波的反射能力不同進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變。

次聲波的應(yīng)用

許多災(zāi)害性的自然現(xiàn)象在發(fā)生前會(huì)輻射出次聲波，人們可以利用這些現(xiàn)象來預(yù)報(bào)自然災(zāi)害的發(fā)生，也可以通過次聲波在大氣中的傳播特性，探測出某些大規(guī)模氣象的性質(zhì)和規(guī)律。

利用超聲波可進(jìn)行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去污垢、清洗、滅菌、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，因此，超聲波在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。