我们生活在一个充满各种声音的世界里——大自然的风声、雨声、雷声、虫鸟的鸣叫声、波涛拍岸声、工厂轰轰的马达声、街上的汽车声、长鸣的汽笛声、人们的说笑声、走路声、优美的令人陶醉的琴声……
声音是什么?它又是怎样产生的呢?
鼓膜一敲就发出咚咚的响声,琴弦一拉就产生悦耳的琴声。这些声响是由于鼓膜和琴弦的振动,引起了空气的振动,传到人们的耳朵里,引起耳鼓膜的振动,人们就听到了声音。
物体在某一平衡位置附近沿着直线或弧线作往复运动叫振动。振动的特点是有重复性,我们把振动物体离开平衡位置的最大距离叫做振动的“振幅”,鼓膜凹下或凸上的最大距离就是鼓膜振动的振幅。鼓膜从平衡位置起,凹下一次,回到平衡位置,再凸上一次,再回到平衡位置,就完成了一次“全振动”。完成一次全振动所需的时间称为振动的“周期”,在一秒钟完成全振动的次数称为振动的“频率”,单位是赫兹。人耳能听到的声音的频率是20赫兹到2万赫兹(频率高于2万赫兹的叫超声波,低于20赫兹的叫次声波)。
物体在振动时发出声音。在声学中,把振动的物体叫发声体,或叫声源。提琴、胡琴等乐器靠弦振动发声;锣、鼓等靠板或皮振动发声;箫、喇叭等靠空气柱振动发声;人说话靠声带振动发声。
不过,光有声源,我们还不能听到声音,还必须有“媒质”,声源的振动靠周围的媒质以波动的形式向外传播,这就是声波。通常传播声音的媒质是空气。别的气体及固体、液体也能传播声音。如果媒质质点的振动方向与波的传播方向垂直,叫横波,向平静的水面投入石子,形成的水波就是横波;如果媒质质点的振动方向和波的传播方向一致叫纵波,我们敲鼓时,鼓膜的振动一会儿使膜面上的空气就以一疏一密的形式传播出来,因为这一疏一密的方向和声波的传播方向一致,所以声波是纵波。
声音分乐音和噪音。好听的声音叫做乐音。发乐音物体的振动是周期性的。乐音的波形图线有一定规律。噪音则不是这样。物体无规律的振动产生噪音。噪音对环境是一种污染,必须加以控制。