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初中声学视频教程

初中声学视频教程

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初中声学视频教程的相关介绍

      声学是物理学分支学科之一,是研究媒质中机械波的产生、传播、接收和效应的科学。初中刚接触物理时就会学声学,所以笔者特意收录了这部初中声学视频教程供大家参考学习。认真观看您一定会有所收获的。

      声音是人类最早研究的物理现象之一,声学是经典物理学中历史最悠久而当前仍在前沿的唯一分支学科。从上古起直到19世纪,都是把声音理解为可听声的同义语。中国先秦时就说:“情发于声,声成文谓之音”,“音和乃成乐”。声、音、乐三者不同,但都指可以听到的现象。同时又说“凡响曰声”,声引起的感觉(声觉)是响,但也称为声,与现代对声的定义相同。西方也是如此,acoustics的词源是希腊文akoustikos,意思是“听觉”。世界上最早的声学研究工作在音乐方面。

      声学分析方法已成为物理学三个重要分析方法(声学方法、光学方法、粒子轰击方法)之一。声学方法与光学方法(包括电磁波方法)相比有相似处,也有不同处。相似处是:声波和光波都是波动,使用两种方法时,都运用了波动过程所应服从的一般规律,包括量子概念(声的量子称为声子)。

      不同处是:①光波是横波,声波在气体中和液体中是纵波,而在固体中有纵波,有横波,还有纵横波、表面波等,情况更为复杂 ②声波比光波的传播速度小得多(在气体中约差百万倍,在液体和固体中约差十万倍);③一般物体(固态或液态)和材料对光波吸收很大,但对声波却很小,声波在不同媒质的界面上几乎是完全反射。这些传播性质有时造成结果上的极大差别,例如在普通实验室内很容易验证光波的平方反比定律(光的强度与到光源的距离平方成反比),虽然根据能量守恒定律声波也应满足平方反比定律,但在室内则无法测出。因为室内各表面对声波来说都是很好的反射面,声速又比较小,声音发出后要反射很多次,在室内往返多次,经过很长时间(称为混响时间,严格定义见建筑声学)才消失。任何点的声强都是这些直达声和反射声互相干涉的结果,与距离的关系很复杂。这就是为什么直到1900年赛宾提出混响理论以前,人们对很多声学现象不能理解的原因。

      听觉过程涉及生理声学和心理声学。能定量地表示声音在人耳产生的主观量(音调和响度),并求得与物理量(频率和强度)的函数关系,这是心理物理研究的重大成果。还建立了测听技术和耳鼓声阻抗测量技术,这是研究中耳和内耳病变的有效工具。在听觉研究中,所用的设备很简单,但所得结果却惊人的丰富。1961年物理学家 G.von贝凯西曾由于在听觉方面的研究工作获得诺贝尔医学或生理学奖,这是物理学家在边缘学科中的工作受到了承认的例子。主要由于对神经系统和大脑的确切活动和作用机理不明,还未形成完整的听觉理论,但这方面已引起了很多声学工作者的重视,从20世纪50年代以来已取得很大成绩。通过大量的生理、心理物理实验可得出若干结论,并提出一些设想:声音到达人耳后,耳把它转换为机械振动,经中耳放大后再到达内耳,使蜗管中的基底膜发生共振。传感单元是基底膜上的内外两排毛细胞。外毛细胞基本是一排化学放大器,把振动传到内毛细胞,激发其弯曲振动,振动达到某阈值以上时,与内毛细胞接触的神经末梢就发出电脉冲,把信号通过神经系统送入大脑。与内毛细胞联结的神经核主要对基底膜振动速度响应,而外毛细胞响应于基底膜的位移。神经信号为几十毫伏的电脉冲,脉冲延续时间约几十毫秒。信号就通过神经脉冲送入大脑,图4是设想的流程图,从大脑再把信号分配到大脑皮层的各个中心,进行储存、分析、积分或抛弃。这是初步的理解,要建立起完整的听觉理论,解释所有听觉现象,还需要做大量的工作,这涉及到对大脑功能的研究。