以下为小叮当科学游乐区网站的文章： 马克斯威尔通话器 如果把眼睛闭起来，仔细倾听，你会发现各式各样的声音包围着你：车声、 人声、录音机传来的歌声、工地里机器的声音等；夜深人静时，还有风声、 虫蛙鸣叫声、小贩的叫卖声。这个世界可以说是一个声音的世界，如果这个 世界没有声音，我们彼此无法沟通交谈，不能迅速地处理问题，走在路上听 不到背後车子喇叭的警示，这样的生活有多危险和不方便啊！ 声音是如何产生的？我们为什麽能听到声音？其实，声音是由物体振动而产 生的，物体振动使两侧的空气分子轮流受到压缩和疏放，空气分子便来回运 动，同时碰撞到外圈的其他分子，使他们也振动起来：由於空气分子疏密相 间，便形成一种看不见的声波，它会像水圈一样，一波一波的扩散，传进耳 朵，我们就这样听到了声音。 人耳所感觉的声音，决定於音调、响度和音品，合称声音三要素： 一、音调： 音调是指声音的高低，音调的高低决定於物体振动的频率，频率愈高，音调 愈高，频率愈低，音调愈低。频率指的是物体振动的次数。一般来说，女生 的声带短而薄，振动频率较高，（每秒在 252~520次之间），所以讲起话来 音调较尖细；男生的声带长而厚，振动频率较低（每秒在90~152次之间）， 所以讲起话来音调比较低沈。另外，人类耳朵可听到声音的频率大约在 20~20000次/秒，如果超过20000次/秒，就叫做超音波，人类耳朵是听不到的 。但在深夜人静时，我们偶尔会听到猫狗一起狂叫且声音怪异，那就是它听 到了超音波，而流露出来的痛苦反应。例如：狗能听到频率34000次/秒的高 音；猫能听到频率50000次/秒的高音；海豚和蝙蝠，则能发出和接收到频率 100000次/秒以上的超音波。 二、响度： 声音的大小（强弱）以响度表示，它与听者的听觉有关。声音的强度是指单 位面积时间内所通过的声音的能量，强度等级是以分贝来表示，人类可忍受 的最大强度大约为一百二十分贝（即 20000次/秒的频率），超过一百二十分 贝，我们的耳膜就会被震破。同一个声音，近听时声音大，远听时声音小， 这是因为声波向各方传播愈远，散布的面积愈广阔，振幅就愈小的原因所造 成。 三、音品： 用於区别发音体的不同。每一发音体皆有其发音的特性，这种特性称为「音 色」或「音品」。为什麽你知道打电话来的是小华而不是小明？为什麽你可 以分辨出这是手风琴的声音而不是钢琴的声音？因为声音是由数种不同的振 动产生的，这些振动的总和就是音品。每个物体发出的声音有其特有的音品 ，所以我们能够只听声音，就分辨出物体的不同。 在声音世界中，有一个不可或缺的角色，那就是「介质」，少了它，声音就 不能存在。最常见的传播声波的介质是空气，当部分空气受振源的压迫时， 被压迫的空气分子产生位移，并引起附近空气分子也发生位移，如果所受的 压迫是周期性的，并且其频率在声波范围内的话，空气中就产生了声波。声 波通常依靠空气来传播，其他气体、液体、固体也能传播声波。而声波传播 的速度与介质的性质和温度有关。 以温度为例，温度上升，空气分子的运动会增快，声音的传播速度也随着加 快；温度降低，则声音的速度就会减慢。另外，声音传播的速度会因不同的 介质而异，一般来说，透过固体介质，声音传播的速度最快。 当你在楼下，你的朋友在楼上时，你大喊朋友的名字，他在楼上可以听见你 的声音，同样的，你的朋友在楼上喊你的名字时，你也能听见。有时候，你 和朋友玩捉迷藏，你躲在墙角，他看不见你，可是他喊你，你一样听得见。 这些都说明了声音的传播方向是四面八方的，即声音能传到高处，也能传到 低处，还能传到前後左右各个方向，甚至可以绕个弯儿传出去呢！ 当你在山谷中大喊後，会发现好像有个人在重覆你的话，这就是我们常说的 回音，这是由於声音的反射造成的。任何一种能反射声音的障碍物，例如一 栋很高的建筑物、一面很高的墙、一座山等，对声音而言，都像镜子一样， 能反射声音。「声音的凹面镜」具有像「反射望远镜」一般的作用，它能把 音波集中在某一个焦点上，也能将一个点上的声音反射出去。马克斯威尔通 话器就是利用这个原理发明的。 以前的剧场，都有个「提词箱」，这是每个剧场都有的设备，它们的形状都 一样，这种「提词箱」也是利用物理学的原理而发明的。它的天花板部分就 是「音的凹面镜」，它可以防止提词的声音传到观众席上，只把提词的声音 传给演员。像扬声器、声纳器，也是利用声音反射的原理发明的。要和距离 较远的人讲话时，我们通常会把手圈起来靠在嘴巴前面传话，其实你的手所 做的，就是一个扬声器。它可以把声音反射，聚集到某一个特定的方向，可 以保持声音的能量不散，使声音传得更远。而声纳器是利用声波或超音波来 探测水里物体状况的装置，它发出的声波碰到物体会形成反射音，传回原船 上，由此可测出物体的距离及深度，例如，鱼群的位置、海底地形、敌方潜 艇的方向等，都可以用它来侦测。声音的世界是奇妙有趣的，仔细听一听， 想一想，或许你会发现得更多！ ------------------------------- 你敲一下桌子，听到的声波频率为1次/秒。 人类听不到超音波可能是人体构造的限制，但频率低的应该听得到吧！ 为什麽人类听不到频率小於20次/秒的声波呢？ --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 116.118.169.120