只要物体在振动我们就一定能听到声音吗

2023-06-21 12:58 综合百科 0阅读 投稿:小七

一定能,但是一方面我们不一定能听到,另一方面不一定是在空气中。首先需要解释什么是声波:处在介质中的物体发生振动时,由于与介质之间存在相互作用(比如碰撞),将能量传递给介质。这部分能量会在介质中以波的形式传播,这便是声波,本质是机械波或者说力学波。这里的介质不一定是空气,还可以是液体(比如声呐利用水中的声波工作)或者固体(比如在一端敲打钢管另一端可以听到)。

声波是一种疏密波,因为声源物质与介质作用的同时也在影响周围介质的密度,介质的密度有疏有密,且疏密的分布随着时间在介质中向前传递。正是由于振动方向与声波传播方向的一致,声波属于纵波。

只要物体在振动我们就一定能听到声音吗图1

疏密波示意 | 图源自参考资料[1]

从上面的描述,显然无论是招手还是走动都应该可以产生声波,但为什么我们听不到呢?这要从频率以及能量两个角度来理解。说频率,因为我们的耳朵不能听到任意频率的声波,一般只能分辨20Hz(赫兹)至20kHz之间的声波。低于20Hz的声波叫做次声波,超过20kHz的叫做超声波。这就是为什么自己招手似乎不出声,却能在半夜听到来自蚊子的问候。(蚊子扇动翅膀的频率约为500-600Hz)

只要物体在振动我们就一定能听到声音吗图2

最后就是能量的角度,既然声波的传递伴随着能量的传递,那么能量在传播过程中也会逐渐消耗。此外,当声波向非单一方向传播时,由于单位时间传出的能量一定,而声波的包络面随着传播变大,单位面积的能量降低。

只要物体在振动我们就一定能听到声音吗图3

能量由于扩散削弱示意

综合上述两个因素,声波在距离声源较远处会变得微弱,以至于耳朵无法分辨,这就是为什么蚊子不在耳边时听不到它的问候。(“嗡~还没睡呢?”)自然,当声源传出的能量很微弱,能传播的距离也会很近。

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