物理课程/声音

声音的来源

在日常生活中，声音来自许多不同的来源

人类的声音。说话、尖叫、喊叫……
动物的声音。狗叫、鸟叫……
乐器。来自吉他、鼓的音乐声
噪音。两件物体相互碰撞的噪音，例如两件物体相互碰撞

声音的特性

声音是由两个物体相互碰撞产生的。声音的响度取决于两个物体的碰撞。声音的音调是高音还是低音取决于材料的类型和材料占用的空间体积

人类耳朵可以听到的声音频率范围在 2Khz - 20 Khz 之间。频率高于 20KHz 的声音称为超声波。频率低于 2KHz 的声音称为次声波
声音在真空中不存在。当在没有空气的环境中放置铃铛时，没有声音
声音需要物质材料才能传播。声音在不同介质中传播时，速度会发生变化。在固体中最快，其次是液体，然后是气体
在空气中，声音传播的速度会根据空气压强和温度的变化而变化。在标准大气条件下，声音传播速度为 v = 300 m/s
声波是一种纵波，其传播速度随介质的温度和压强变化 .

声波在空气中传播，声音的压强会产生空气中膨胀或收缩的柱状物，称为疏密变化。| || | ||

当声波被阻挡物体反射回其来源介质时，会发生声音的反射。前提是阻挡物的高度大于声波的波长。当入射角等于反射角时，会发生全反射
当两列声波相互传播时，两列声波会发生干涉，产生不同的干涉效应或声音效应，例如噪音、回声、间歇、无声

应用

通信

可听声波被转换成电波。然后，电波可以通过添加放大和音量控制进一步处理……在电波被转换回可听声音之前

可听声波 --> 电波 --> | 放大 --> 音量控制 | --> 可听声音

电信

可听声音的频率范围为 2KHz - 20 KHz，传播距离不超过 3m。为了通过空气将可听声音从发射器传送到接收器，需要将声波与高频 MHz 载波混合。这个过程称为调制。电信中使用三种调制方法，分别是调幅、调频和调相

在发射站

可听声波 + 载波 --> 调幅波、调频波或调相波 --> 放大 --> 发射天线

在接收站

调幅波、调频波或调相波 --> 接收天线 --> 解调 --> 可听声音

在调幅中，声波被包络并与高频载波混合，使得载波的振幅随声波的振幅而变化。通常，调幅波很容易受到介质中传播的其他声波的干扰，因此声音质量不太好。调幅声波传播距离不远。调幅波通常用于在本地区域传播声音。调幅在无线电接收机上的频谱为 KHz

在调频中，声波与高频载波混合，产生三频波 f_s - f_c、f_c 和 f_s + f_c。通常，调频波不容易受到介质中传播的其他声波的干扰，因此声音质量很好。调频声波传播距离很远。调频波通常用于通过长距离传播声音。调频波通常用于在全球或国际范围内传播声音。调频在无线电接收机上的频谱为 MHz

参考文献

声音