生活中的声学现象

时间：2024-05-04

李星湖南省长沙市南雅中学

物理和生活的联系非常紧密，很多物理知识都可以在生活中找到对应的物理现象。这些物理现象不仅展示了具体的物理过程，也包含了相关的物理原理。对于我们高中生而言，在日常的学习中，就可以从身边的一些生活现象入手，对其展开分析，明确其中的物理原理，对相关知识形成更加深刻的掌握。

1 声学内涵解析

声学就是对声音所展开的研究，而从声音来讲，其是经由物体震动所产生的一种声波，在空气介质中传播，被人体听觉器官感知。产生震动发出声波的物体叫做声源，声音是以波动的形式传播，而且声音可以通过任何物质实现传播，但是无法在真空中传播。声音是一种波，频率范围非常广泛，而能够被人体识别的声波，频率一般在20Hz-20kHz之间，超过这个范围，人体基本上就无法识别了。声音具有一些基本的性质特点，一是响度，响度就是指声音的大小，俗称音量，其是由声波的振幅决定。二是音调，也就是指声音的高低，这和大小是不同的，音调由声波的频率决定。三是音色，音色又可以称为音品，就是指声音的整体品质，这是由声波的波形所决定的，而波形又受到振幅和频率的影响，因此音色实际上受到振幅和频率的双重影响。四是乐音，所谓的乐音，就是指愉悦动听的声音，这和噪音是一个相对的概念。从物理学来讲，乐音的产生，是因为声源在进行有规律的震动。而噪音，则是因为声源无规则震动所产生。从人体角度来讲，干扰到生活、学习，引起人体反感的声音，都可以称为噪音。

2 生活中的一些常见声学现象

2.1 回声现象

回声现象是一种非常常见的声学现象，不论我们是在空旷的山谷，抑或是在吵闹的KTV，用力呐喊的时候，都会有回音的现象出现。回音现象是一种很普通的声学现象，其中涉及到的物理原理就是反射。在声波传播的过程中，虽然在传播路径上一部分声能会被吸收，但是只要声音足够大，声能足够充足，在声音传播中遭遇障碍物的时候，就可以实现声波的反射，从而回传至人体，这就形成了回音。不仅如此，形成回音还有距离上的限制，因为人体对于不同声音的辨别需要超过0.1秒，如果两个声音在0.1秒之内传到人体，那么人体就无法实现分辨。根据这个时间要求，可以计算出，反射物至少距离声源17米的距离，才能在人体形成回音的效果。那么KTV房间肯定小于17米，为什么也会产生回音呢？这是因为KTV使用话筒和音响，声能足够大，在房间墙面实现了多次反射，最终被人体接受，多次反射加起来的距离超过17米时，人体就能感知到回音的现象了。回声现象还具有很大的实践作用，比如雷达测距、海洋作业等，在测量物体距离时，就会用到回声现象，通过声波返回与发出的时间差，计算出物体到声源的距离。

2.2 立体声现象

立体声在日常生活中也经常遇到，尤其是各种耳机所具备的立体声功能，更是让很多高中生喜欢不已。立体声也是一种声学现象，具体来说，其就是指一种具有立体感的声音。从声音的产生来说，声源共振产生的声音，其本身就是立体声的，但是将这些声音经过人工记录和放大处理之后，从一个扬声器中播放出来，其就不再是立体声了，变成了单声，也就是日常所见的左声道、右声道。立体声基于物理声学理念，尽可能对声音实现了立体化的还原。就当前立体声的组成来看，其分为了直达声、反射声与混响声三个部分。直达声就是从扬声器直接发出，传递到人体耳朵的声音。反射声则是在经过耳机或音响内部初次反射之后达到人体耳朵的声音，反射声要比直达声晚十几到几十毫秒。而混响声则是声音经过室内个边界不规则物体表面多次反射之后，形成的漫无方向的反射声，最终形成立体环绕的感觉。所以立体声并非是还原了声音的立体化本质，而是通过后期办法创造出立体化的感觉。

2.3 共鸣现象

共鸣现象在日常生活中也是一个比较常见的现行，比如在拨动一个琴弦的时候，周围的琴弦也会随之产生微弱的震动，这就是一种共鸣现象。如果将琴弦换成音叉，敲击一个音叉使其产生震动，然后靠近另一个一样的音叉，后者也会跟着震动并发出“嗡嗡”声。共鸣之所以会产生，就是因为两个物体的固有频率是一样的，从而一个物体发生震动，引起另一个物体随之震动，从而形成共鸣。