1声音引入
声音有哪些？
1、自然界中的声源
2、人们制造的声源
3、人类身体的声源
通俗的说，所谓声音，就是生物用耳朵感受到的一种特殊的物理信号。人们说的话、唱的歌、乐器演奏的音乐、动物的叫声、机器的轰鸣、撕裂纸张、打碎盘子、轰隆隆的雷声、哗啦啦的雨声、呼呼叫的风声等等等等，这些都是声音。
声音是构成这个世界必不可少的一种元素，是人们交流信息和表达思想感情的重要方式，我们无法想象一个没有声音的世界会是怎样的无趣。
2声音的概念
声音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。最初发出振动的物体叫声源。声音以波的形式振动传播。声音是声波通过任何物质传播形成的运动。
声音是一种压力波：当演奏乐器、拍打一扇门或者敲击桌面时，他们的振动会引起介质——空气分子有节奏的振动，使周围的空气产生疏密变化，形成疏密相间的纵波，这就产生了声波，这种现象会一直延续到振动消失为止。
3声音的几个属性
响度 音调音色（物理属性） 3.1响度
人主观上感觉声音的大小，俗称音量，由“振幅”和人离声源的距离决定，振幅越大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大。（单位：分贝dB）
3.2音调
音调的高低（高音、低音），由“频率”（frequency）决定，频率越高音调越高（频率单位Hz）。
弹尺子 振幅
3.3音色
称音品，波形决定了声音的音色。声音因不同物体材料的特性而具有不同特性，音色本身是一种抽象的东西，但波形是把这个抽象直观的表现。音色不同，波形则不同。典型的音色波形有方波，锯齿波，正弦波，脉冲波等。不同的音色，通过波形，完全可以分辨的。
4为什么能听到声音
人们之所以能够听到声音，是因为两个原因：存在供声音信号传播的介质通道以及感受声音的器官。
供声音传播的介质有很多种，气体、液体、固体都有，多种多样，比如空气、金属、水等等，每种介质的传播效率都不同。而即使是同一种介质，在不同条件如温度、湿度等下的传播效率也是不一样的，因为介质的分子活跃度被改变了。（详情参见“声音的传播”一章） 感受声音的器官，我们通常称之为耳朵。当声音信号通过空气的传播到达耳朵后，耳朵通过一系列的物理和化学作用，把这些信号一层一层的传递到了大脑中，于是我们就听到了声音。
纷繁复杂的信号传递到大脑中后，我们只是听见了，但是我们又是如何理解这些信息的呢？首先，大脑提供了一些专门来处理这个事情的硬件条件（器官与神经组织等），让信息的处理有了实现的平台和机会；其次，通过后天的学习和训练，让我们有了对声音信息的处理能力。
大自然及人类可能制造出的声音，从1赫兹，到几十万赫兹，范围跨度极大，但并不是所有的声波振动，都是人耳能听到的。
人耳的可闻音域范围，是20赫兹到20000赫兹。20赫兹以下的声波，称为“次声波”，能量很强烈时，身体可以感觉到（比如地震的时候），但耳朵是听不到的。能量极强的次声波甚至可以杀人。高于20000赫兹的称为“超声波”，人耳也听不到，但很多动物，如狗，蝙蝠，可以听到。人耳对高频的感知力会随年龄增长而衰减，所以幼年时几乎人人能听到2万赫兹的声音，但中年以后，很多人就只能听到15000赫兹甚至更低了，听不见极高频了。国外甚至有学生发明了一种以极高频讯号为铃声的手机，因为这种手机响铃时，只有年轻的学生能听到，年龄大的老师，已经听不到了。
超声波
5传递的速度
形态：固体的传播比液体快，液体比气体快。越快频率越高，音调也越高，反之亦然。 密度：以木头为例，越是密度大的树木，传递的速度就越快。越快频率越高，音调也越高，反之亦然。
体积：以空气为例，同样的能量大小，体积越小震动越大，频率也越高，音调同样的也越高。（想想笛子的发声原理）
长短：以琴弦为例，弦越短则单位时间和面积内承受的能量就越大，从而导致的震动频率就越快。
粗细：仍以琴弦为例，弦等长时，越是细的弦对能量的反应越大，震动频率越快，音调也自然越高；反之，越是粗的弦，对能量的反应越低，整动的频率越慢，音调也自然随之越低。
声速随着弹性增加和密度减小而增大。因为固体和液体的密度大，气体的密度小，因此可以设想，声速在固体和液体中小一些。但是，固体和液体的分子弹性要超过气体的分子弹性很多倍，这又决定了声速在这些介质中比在气体中更大。
我们通常所了解的声音在空气中的速度是340米/秒，有一个前提条件，就是这里描述的是温度在20℃时的情况。温度越高，空气分子的活跃程度也就越高，传播声音的效率自然就越高，声速越大。大约气温每升高1℃，声速就要增加0.6米/秒，-30℃是空气中的声速是313米/秒，100℃时声速为386米/秒。
声音在气体中传播时，大气压强的变化会带来空气分子的活力的明显变化，从而影响声音的传播速度。在同一温度下，同一气体构成，气压越大，气体分子的活跃程度就越高，传播声音的效率自然就越高，声速就越大。
6不同声音的作用
高频
声音指向性很强，覆盖角度窄小、射程远、穿透力强。声纳设备用的就是高频的声波。 中频
有一定指向性，覆盖面积比较容易控制。 低频
指向性不明显，向四面辐射、声功能损失大、传播距离近。 7声波的聚焦、反射、折射与衍射等等
7.1聚焦
声波作为一种波，也具备波的一些常见特性，比如聚焦、反射、衍射等等。现实中聚焦的例子有很多，都是为了放大声音，比如猫头鹰的耳朵那么大，就是为了放大远处小动物的声音，提高捕猎的成功率；当我们想要听清远处某个声音时，我们常常会把双手拱在耳后，就是为了增强耳廓对声音的聚焦效果，从而让我们听的更清楚。在拱形隧道、石桥或者房间里讲话时，感觉声音总是格外洪亮，这也是声音聚焦的效果。
7.2反射
还记得儿时倍感神奇的山谷回声吗？是山神在和你说话吗？不那就是声波在遇到巨大的障碍物后被反射回来形成的回声而已。其实上文的聚焦效应也是声波的反射造成的一种特殊效果。
7.3衍射
当声波遇到大的障碍物时，会被反射回来，从而造成回声等效应。可是如果声波遇到的障碍物比较小，无法形成造成反射效果，那会出现什么现象呢？遇到这种情况时，声波会绕过障碍物继续向前方传播，这种现象被叫做衍射。
7.4折射
波从一种介质区域射入另一种介质区域时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫波的折射。比如从高温区进入低温区或从低温区进入高温区、从空气进入水面、从低压区进入高压区等等。
能引起折射的情况很多，比如温度变化、压力变化、密度变化、材质变化等等。
7.5散射
凹凸不平的墙。
反射或衍射除了能带来一些奇妙的效果外，也能带来一些小破坏。比如在安静的录音室内，如果周围的墙壁总是把声音不停的反射回来，那么就会产生各种各样乱七八糟的杂声，对录音造成干扰。那么我们就要想把法避免反射的产生，通常我们有两种方法来处理这个问题，一个是利用各种吸收声波的设备，比如窗帘、地毯等布的东西，从而让声波消失在吸声设备里；一个是直接把墙壁弄成凹凸不平、坑坑洼洼的样子，让声波无法被统一的反射起来，而是直接被散射掉，并最终消失。
8音障与音爆
当物体在空气中的运动速度接近音速时，空气会产生一股强大的阻力，使物体产生强烈的振荡，进而速度衰减。这一现象被俗称为音障(Sound Barrier)。突破音障时，由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播，逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面，在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时，会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声，称为音爆。
9多普勒效应
见过老式火车的人可能都见过这样一种现象，火车迎面开来时汽笛声是尖锐的，而经过自己开向远方的时候汽笛声是低沉的。同一个火车，同一个汽笛，为什么会产生这种现象呢？
汽笛声是固定的，之所以产生这种变化，是因为声源和观察者之间有相对运动，运动的方向及产生的距离造成了声波的疏密变化，也就是频率的变化，因此声音听上去就产生了高低的效果。在科学上，我们把这种现象叫做多普勒效应。用科学术语描述就是：当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率和波源发出的频率不同的现象，就叫多普勒效应。
多普勒效应不仅存在于声波中，也存在其他波中，比如光波。天文学家发现，从遥远的星球发出的光波的频率，都小于地球上静止的同种光源的频率。经过研究证实，这是因为星球在远离地球运动着，这也是多普勒效应的一种表现。
10总结 提问
