聲音的原理
聲音是一種壓力波：當演奏樂器、拍打一扇門或者敲擊桌面時,他們的振動會引起介質(zhì)——空氣分子有節(jié)奏的振動,使周圍的空氣產(chǎn)生疏密變化,形成疏密相間的縱波,這就產(chǎn)生了聲波,這種現(xiàn)象會一直延續(xù)到振動消失為止.
聲音作為波的一種,總可以被分解為不同頻率不同強度正弦波的疊加.這種變換（或分解）的過程,稱為傅立葉變換(Fourier Transform).因此,一般的聲音總是包含一定的頻率范圍.人耳可以聽到的聲音的頻率范圍在20到2萬赫茲之間.高于這個范圍的波動稱為超聲波,而低于這一范圍的稱為次聲波.狗和蝙蝠等動物可以聽得到高達16萬赫茲的聲音.鯨和大象則可以產(chǎn)生頻率在15到35赫茲范圍內(nèi)的聲音.
聲音的傳播
聲音在不同的介質(zhì)中傳播的速度也是不同的.聲音的傳播速度跟介質(zhì)的反抗平衡力有關(guān),反抗平衡力就是當物質(zhì)的某個分子偏離其平衡位置時,其周圍的分子就要把它擠回到平衡位置上,而反抗平衡力越大,聲音就傳播的越快.水的反抗平衡力要比空氣的大,而鐵的反抗平衡力又比水的大.經(jīng)科學(xué)家測量,在0攝氏度的空氣中,聲音的傳播速度是332米/秒；在水中的傳播速度是1450米/秒；在鐵中的傳播速度是5000米/秒.聲音的傳播也與溫度有關(guān),聲音在熱空氣中的傳播速度比在冷空氣中的傳播速度快.另外聲音在傳播還與阻力有關(guān),當大風的天氣中,聲音傳播的速度就慢得多.聲音還會因外界物質(zhì)的阻擋而發(fā)生反射,例如人面對群山呼喊,就可以聽得到自己的回聲.折射的例子就是晚上的聲音傳播的要比白天遠,是因為白天聲音在傳播的過程中,遇到了上升的熱空氣,從而把聲音快速折射到了空中；晚上冷空氣下降,聲音會沉著地表慢慢的傳播,不容易發(fā)生折射.