波動與聲音

聲波

你聽到的每一個聲音,人聲、鼓聲、甩門聲,都是以聲波的形式抵達:一陣在空氣中行進的擠壓與拉伸。拍一下手,你短暫地推了推鄰近的空氣,那一推向外奔去,最後晃動你的耳膜。它回答的問題是:從聲源到你耳朵,真正傳過來的是什麼?

聲波是一種縱向的機械波,一個由密部(壓力較高、分子聚攏)與疏部(壓力較低、分子散開)組成、在介質中傳播的圖樣。分子只在自己的平衡位置附近來回晃動,真正傳遞的是那個壓力圖樣,以聲速前進。它的頻率決定音高(振動越快代表音越高),振幅決定響度。人類大約能聽到 20 Hz 到 20,000 Hz。

由於它是機械波,聲音需要介質,空氣、水或鋼,無法穿越真空,這就是為什麼太空是寂靜的。它也能穿過液體與固體,而且通常比在空氣中更快。一個誠實的提醒:把聲波畫成平滑的橫向波浪線,畫的是壓力對位置的圖,而不是空氣上下移動的樣子,空氣其實是沿著波前進的方向來回移動。

說話時,你的聲帶每秒振動數百次,把一陣陣壓力脈衝推過空氣送到聽者。一個 100 Hz 的音,每秒送出 100 個密部朝他們的耳朵而去。

聲音是縱向的壓力波;頻率決定音高,振幅決定響度。

沒有空氣就沒有聲音。在真空中,一個作響的鈴鐺是無聲的,因為沒有介質來傳遞壓力波。

又稱
acoustic wave音波