发出声音的本质一定是振动吗? 您所在的位置:网站首页 会发声的物体简笔画 发出声音的本质一定是振动吗?

发出声音的本质一定是振动吗?

#发出声音的本质一定是振动吗?| 来源: 网络整理| 查看: 265

谢邀。人在德国专家不建议戴口罩,但是病例每小时都在增长的柏林瑟瑟发抖。

题主所说的所谓「碰撞」是不存在的。因为微观世界和我们生活尺度中的宏观世界很不一样。

首先,声音必然是振动产生的,这是毋庸置疑的。所谓振动,就是有去有回,并且这个去和回都遵循一定的时间规律。比如当你扇扇子的时候,你的扇子就有去有回,而你每秒扇扇子的次数就是这个振动的频率。

音叉振动的时候,它的振动形式确实就是通过推动附近的空气中的气体分子(我们要避免用「空气分子」这个词,因为没「空气」这种元素!空气的组成有氮气,氧气,二氧化碳等等),这些气体分子再推动它们附近的气体分子,这种运动一直传递到你耳膜附近的气体分子,这些气体分子再将振动传递给你的耳膜。至此,声音的传递就达到了。

再次强调,这里所传递的振动形式,是一种往复运动。这也是我们把声波归为纵波的原因,因为它的振动方向和传播方向一致。

我们可以简单粗暴地把这个过程想象成音叉和你的耳朵之间有一排小球,音叉振动的时候,它推动旁边第一个小球,这个小球再推动下一个,如此类推,直到最后一个小球推动你的耳膜。

然而这个振动到这里只完成了一半。所谓振动,就是有去有回,接下来音叉还要往回运动(如果不回来的话音叉就会越来越开,最后就不再是音叉,而是劈叉),那么它又拉动了附近的那个小球,这个小球又把旁边的小球拉回来,如此类推,最后一个小球把你的耳膜拉回来。

所以你的耳膜才能在它的原始位置两侧来回往复运动。

下面重点来了:

气体分子之间在传递声波的过程中并不像我们宏观世界里的小球那样产生了碰撞。它们之间是相隔十万八千里,完全不接触的。

因为——如果我们假设它们之间的力的作用是宏观世界的那种「碰撞」,那么将无法形成振动的传递:假设你在小球的宇宙中,你周围浮满了小球,你可以用力把身边的一个小球推出去,这个小球再推旁边的小球;但是当你把手再收回来的时候,这些小球不会跟着你的手再收回来。所以这里传递的并不是一个振动,而是一个单向的力。

这种单向的传递发生在气体中,就不叫声音,而叫刮风。

那么!!!气体分子是如何做到有去有回呢?

这里就要祭出声学里对气体分子运动所做的归纳了:它们在运动中,符合「惯性定律」和「能量守恒」定律。前者所说的,正是小球被推出去之后,还能像弹簧一样再弹回来。因为空气分子虽小,但也有质量,所以当音叉对气体分子做功的时候,其振动能量会有小部分损耗,所以声音传递过程中会发生衰减。题外话:声学中不认为这种做功会产生热量,声学的话题一般都是绝热的。

这也可以解释为什么不论是300Hz的振动还是3000Hz的振动,虽然它们激励小球振动的快慢速度差了10倍,但它们通过小球将这个振动传递出去的速度——也就是声速——是恒定的(通常状况下大约340米每秒)。

那么也许你也要问:既然气体分子不接触,那么它们为什么不简单地被挤到一块,而是要保持距离?这个其实初中化学就已经学了,不管是分子还是原子,外围都有一团「电子云」,也就是一个或多个电子在原子核周围飞来飞去。电子带负电,彼此之间「同性相斥」,所以可以让气体分子之间始终保持距离!至于这个距离是多少,我懒得查了,我就记得这个距离比分子本身的尺寸还要大很多很多。。。大概就像地球和月亮那么远?

如果这个距离被压缩到一定程度,气体密度增大,在某个值就变成液体。进一步被压缩,就变固体。再压缩下去可能就要核聚变了。坍缩,中子星,黑洞什么的。这已经超出了声学的范畴,略。

同样地,我们的宏观世界和微观世界其实有很大很大的区别。在我们日常生活中,气体分子之间的碰撞是几乎不会发生的。不仅如此,固体分子之间也很难接触。当你和你女朋友亲嘴的时候,你以为你们嘴唇真的挨到一起了吗?并没有。



【本文地址】

公司简介

联系我们

今日新闻

    推荐新闻

      专题文章
        CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有