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  • 超声波震板假设人类听到次声波和超声波
  • 添加时间:2020年11月26日  文章作者:超声波震板  文章来源:超声波震板  访问次数:

先说耳朵听到声音这个概念。声音的本质是什么?我们很清楚了,超声波震板假设人类听到次声波和超声波声音(sound)是由物体振动产生的声波。是通过介质(空气或固体、液体)传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动(震动)的物体叫声源。声音以波的形式振动(震动)传播。

 

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声音是一种波,可以被人耳识别的声(频率在20 Hz~20000 Hz之间),我们称之为声音。

 

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先来了解一个概念,就是赫兹。赫兹(hertz)简写为Hz。物理上频率的测量单位,指每秒发生周期波动的次数。高频率的计量单位主要有kHz(即1000Hz)、MHz(即1000kHz)、GHz(即1000MHz)、THz(即1000GHz)。以我们人类能听到的20Hz来说,就是说声波每秒震荡20次的频率。在这里你还要明白两个知识点,一是声音是能量波,也就说这种波是具有做功本领的;二是这种能量波是机械波,是机械震荡而产生的。机械振动在介质中的传播称为机械波,机械波和电磁波不同,不同之处就说在于电磁波无需介质也能传播。

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最常见的,我们会拿电磁波在真空中可以传播,而声音却不可以。也就是说,真空中你是听不到任何声音。比如说真空中闹钟响了,我们看到了它在振动,但我们听不到声音。同理,你在真空中敲击一根铁管,铁管振动了,但你没有听到声音。哪怕你把耳朵贴在铁管上,你也听不到声音。事实上你也不能把耳朵贴在铁管上,因为在真空环境下,人体就像一颗炸弹【因为体内外压强不同的原因】,会爆炸。

 

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还有一点,那就是声音一般而言是纵波,但也有横波。比如在固体中传播的时候,声音有时候是横波。

 

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写到这里,你意识到了声音的本质是什么了吗?“声音”的本质是物体的振动能量在介质中传播,你懂了吗?从这个角度讲,机械波和弹力波没有本质区别。机械振动在介质中的传播称为机械波,地震波(seismic wave)是由地震震源向四处传播的振动。那么它和声波有什么不同呢?地震波是一种机械运动的传布,产生于地球介质的弹性,所以又叫弹性波,也是一种应力波。它的性质和声波很接近,因此又称地声波。但普通的声波在流体中传播,而地震波是在地球介质中传播,所以要复杂得多,在计算上地震波和光波有些相似之处。

 

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上面关于声音的知识和定义,你们不用问我也都能通过网络找到。但我的任务是启发你们不只是看到这些知识和定义,还要思考这些知识和定义。所以通过上面的论述,你明白了“声音”是人的“专利”,意识的“结果”。振动对于一块石头而言,是没有“声音”概念的,而我们有。但在我的意识定义中,不是说一块石头是没有意识的,是有意识的,但是这种意识能力是不足以认识到“声音”。

 

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而且大家要知道,就振动而言,什么物体不振动?没有物质不振动,一切都在振动,在运动!所以说一切都有“声音”。即使在真空中,“声音”依然是存在的,只是对于人而言是不存在的。

 

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答案很明显,一个是绝对真空不存在,别忘了这个“声音”本质上是具有能量属性的,你能说能量不能在真空中传播吗?关于真空不空的理论实验,我在科普书籍《变化》中就写过,在此就不长篇重述了。第二个原因是空间是有质感的,是可以弯曲的,引力波能传过来就是最好的证明!这说明什么,声音传播所需的介质,为什么不可以是空间呢!空间当然可以是一种介质,这毋容置疑!只是当我们把空间当作物体振动传播的介质的时候,声音似乎是无的,其实是有的。去了解一下引力波的产生,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播。两个太阳大的天体的合并,才能产生让我们人类检测到的引力波,所以以空间为介质的寻常物体振动能量,就不值得一提。但不值得一提和有这个事情是两个概念,你得懂,它【空间】是一种介质,只是你听不到而已。所以对于“声音”来说,是人的“专利”。

 

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但我们还想着突破自己的听力极限,来听到更多频率的声音。假如我们可以听到各个频率的声音,我们会是什么状态。

 

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首先大家肯定有一个疑问:“为什么人就只能听到频率在20 Hz~20000 Hz的声音?”“声音的传播速度最快为多块?”,“最高有多少赫兹的声音?”……这些问题你想过没有?

 

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先来说声音的最快速度为多块?2020年英国科学家在最新一期《科学进展》杂志中指出,他们发现了声波迄今最大速度上限是约36千米/秒!来自伦敦玛丽皇后大学、剑桥大学和高压物理研究所的科学家在固态氢原子内发现了这一声速上限,这一速度是声波在钻石(迄今已知地球上最坚固材料)内传输速度的两倍左右。

 

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声波可通过不同介质(如空气或水)传播,而且,不同介质内声波的传播速度也不同,其在固体内比在液体或气体内“跑得更快”。研究还发现,声速的上限取决于两个基本常数:精细结构常数和质子—电子质量比。

 

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研究人员解释称,这两个常数对于我们理解宇宙也至关重要。比如,这两个常数掌控着核反应,如质子衰变和恒星内的核合成。而且,这两个数值间的平衡提供了一个狭窄的“宜居区域”——在该区域内,恒星和行星得以形成,生命的分子结构也悄然出现。

 

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此外,其他新发现还表明,这两个基本常数还可以限制特定材料属性(如声速)的数值,影响材料学和凝聚态物理等科学领域。

 

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研究人员首先提出了一种预测——声速应随原子质量的增大而降低。这表明,声音在固体原子氢内传输速度最快。由于氢仅在压力达100万个大气压以上才变为固体,而在这样的高压下,氢成为一种金属固体导电材料,且有可能是一种室温超导体。随后,研究人员在多种材料上进行检测,并进行了最先进的量子力学计算,结果表明,声波在固体氢原子内的传输速度接近理论极限值。


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