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《初中物理专题分析》声学及其特点

声学是研究媒质中声波的发生、传布、领受、性质及其与其他物质彼此浸染的科学。

声学是经典物理学中历史最悠长而当前仍在前沿的一个分支学科。因而它既古老而又颇具年青活力。

声学是物理学中很早就获得成长的学科。声所以自然角逐很是普遍、直不美观的现象，它很早就被人们所熟悉，无论是中国仍是古代希腊，对声音、出格是在乐律方面都有相当的研究。我国在3400多年以前的商代对曲谱的制造和乐律学就已有丰硕的常识，往后在声音的发生、传布、曲谱制造、乐律学以及建筑和出产手艺中声学效应的应用等方面，都有良多丰硕的经验总结和卓越的发现和发现。国外对声的研究亦起头得很早，早在公元前500年，毕达哥拉斯就研究了音阶与和声问题，而对声学的系统研究则始于17世纪初伽利略对单摆周期和物体振动的研究。17世纪牛顿力学形成，把声学现象和机械行为统一路来，促进了声学的成长。声学的根基理论早在19世纪中叶就已相当完美，那时良多优异的数学家、物理学家都对它作出过卓越的进献。1877年英国物理学家瑞利(Lord　John　William　Rayleigh，1842～1919)揭晓巨著《声学事理》集其年夜成，使声学成为物理学一一门严谨的相对自力的分支学科，并由此拉开了现代声学的序幕。

声学又是当前物理学中最活跃的学科之一。声学日益慎密亲密地同声多种规模的现代科学手艺慎密联系，形成众多的相对自力的分支学科，年夜最早形成的建筑声学、电声学直到今朝仍在“定型”的“分子—量子声学”、“等浪子体声学”和“地声学”等等，今朝已跨越20个，而且还有新的分支在不竭发生。其中不仅涉及搜罗生命科学在内的几乎所有首要的基本自然科学，还在相当水平上涉及若干人文科学。这种普遍性在物理学的其它学科中，甚至在整个自然科学中也是不多见的。

在成长初期，声学原是为听觉处事的。理论上，声学研究声的发生、传布和领受;应用上，声学研究若何获得悦耳的音响效不美观，若何避免故障健康和影响工作的噪声，若何提高曲谱和电声仪器的音质等等。跟着科学手艺的成长，人们发现声波的很怪异性和浸染，有的对听觉有影响，有的虽然对听觉并无影响，但对科学研究和出产手艺却很主要，例如，操作声的传布特征来研究媒质的微不美观结构，操作声的浸染来促进化学纺暌钩等等。是以，在近代声学中，一方面为听觉处事的研究和应用获得了进一步的成长，另一方面也开展了良多有关物理、化学、工程手艺方面的研究和应用。声的概念不再局限在听觉规模以内，声振动和声波有更普遍的寄义，几乎就是机忻魅振动和机械波的同义词了。

自然界年夜宏不美观世界到微不美观世界，巨匠单的机械行为到复杂的生命行为，年夜工程手艺到医学、生物学，年夜衣食住行到说话、音乐、艺术，都是现代声学研究和应用规领域。

声学的分支可以归纳为如下几个方面：

年夜频率上看，最早被人熟悉的自然是中听能听到的“可听声”，即频率在20Hz～20000Hz的声波，它们涉及说话、音乐、房间音质、噪声等，分袂对应于说话声学、音乐声学、房间声学以及噪声节制;此外还涉及人的听觉和生物发声，对应有心理声学、心理声学和生物声学;还有中听听不到的声音，一是频率高于可听声上限的，即频率跨越20000Hz的声音，有“超声学”，频率跨越500MHz的超声称为“特超声”，其对应的波长约为10-8m量级，已可与分子巨细对比拟，因而对应的“特超声学”也称为“微波声学”或“分子声学”。超声的频率还可以高1014Hz。二是频率低于可听声下限的，即是频率低于20Hz的声音，对应有“次声学”，跟着次声频率的继续下降，次声波将年夜一般声波变为“声重力波”，这时必需考虑重力场的浸染;频率继续下降以至变为“内重力波”，这时的波将完全由重力支配。次声的频率还可以低至10-4Hz。需要声名的是，高声波的特征和浸染来看，所谓20Hz和20000Hz并不是明晰的分界线。例如频率较高的可听声波，已具有超声波的某些特征和浸染，是以在超声手艺的研究规模内，也常搜罗高频可听声波的特征和浸染的研究。

年夜振幅上看，有振幅足够小的一般声学，也可称为“线性(化)声学”，有年夜振幅的“非线性声学”。

年夜传声的媒质上看，有以空气为媒质的“空气声学”;还有“年夜气声学”，它与空气声学分歧的是，它首要研究年夜规模内坦荡年夜气中的声现象;有以海水和地壳为媒质的“水声学”和“地声学”;在蜗质第四态的等浪子体中，同样存在声现象，为此，一门尚未成型的新分支“等浪子体声学”正应运而生。

高声与其它行为形式的关系来看，还有“电声学”等等。

声学的分支虽然良多，但它们都是研究声波的发生、传布、领受和效应的，这是它们的共性。只不外是与分歧规领域相连系，研究分歧的频率、分歧的强度、分歧的媒质，合用于分歧典型围，这就是它们的非凡性。

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