声波的产生

来源:声屏障信息门户网 作者:sooooob.cn 日期:2010-8-9 7:37:42   [ 打印本文 ]
核心提示:这种媒质质点的机械振动由近及远的传播就称为声振动的传播或称为声波。可见声波是一种机械波。适当频率和强弱的声波传到人的耳朵,人们就感受到了声音。弹性媒质的存在是声波传播的必要条件。

物体的振动往往伴随着产生声音。例如,提琴的弦的振动能产生悦耳的音乐,收音机借助于扬声器纸盆的振动播送出语言和音乐节目,绷紧的鼓皮的振动会发出“咚咚咚”的声音等。那么人们不禁要问:物体的振动何以会在人们的耳朵中感觉为声音? 这个有趣的问题实际上包含着两方面的内容:一是物体的振动如何传到人们的耳朵,从而使人耳的鼓膜发生扳动;另一是人耳鼓膜的振动如何使人们主观上感觉为声音。

 
设想由于某种原因 ( 例如就是前面讲到的一个物体的振动 ) 在弹性媒质的某局部地区激发起一种扰动,使这局部地区的媒质质点 A 离开平衡位置开始运动。这个质点 A 的运动必然推动相邻媒质质点 B ,亦即压缩了这部分相邻媒质。由于媒质的弹性作用,这部分相邻媒质被压缩时会产生一个反抗压缩的力,这个力作用于质点 A 并使它恢复到原来的平衡位置。另一方面,因为质点 A 具有质量也就是具有惯性,所以质点 A 在经过平衡位置时会出现“过冲”,以至又压缩了另一侧面的相邻媒质,该相邻媒质中也会产生一个反抗压缩的力,使质点 A 又回过来趋向平衡位置。可见由于媒质的弹性和惯性作用,这个最初得到扰动的质点 A 就在平衡位置附近来回振动起来。由于同样的原因,被 A 推动了的质点 B 以至更远的质点 C , D ,…等也都在平衡位置附近振动起来,只是依次滞后一些时间而已。这种媒质质点的机械振动由近及远的传播就称为声振动的传播或称为声波。可见声波是一种机械波。适当频率和强弱的声波传到人的耳朵,人们就感受到了声音。

 
弹性媒质里这种质点振动的传播过程,十分类似于多个振子相互耦合形成的质量→弹簧→质量→弹簧……的链形系统中,一个振子的运动会影响其他振子也跟着运动的过程。其余振子的质量也都在平衡位置附近作类似的振动,只是依次滞后一些时间。

 
由以上讨论可见,弹性媒质的存在是声波传播的必要条件。人们很早做过的一个简单实验也清楚地证明了这一点,把电铃放在玻璃罩中,抽去罩中作为弹性媒质的空气,结果只能看到电铃的小锤在振动,却听不到由它发出的电铃声。

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