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梅乐芝经理的科普文章(十)(3 / 4)

处于波峰状态,当此点在圆周底点时,水面处于波谷状态。此时波速取决于波长或圆周运动的速度,波长越长,圆周运动越慢,波速越快。当水较深时,表面波对深水完全没有影响。在水下拍摄的记录影视中可以看到,海面巨浪滔天,水下波澜不惊。

3而声音在空气或水中传播时,都是纵波,没有横波。横波仅在固体中存在,固体的结构紧密,横向的振动因材料的连续性得以持续。纵波在流体中传播时,流体的压强在某个值附近变动,相当于这些流体在压缩和膨胀状态之间来回变动。这种状态只能在压缩或膨胀的方向上延续,所以流体中横波无法存在。同样频率的声波,在空气、水、固体中速度不同,因为这些物质压缩弹性不同。同时因流体的特点,压强、温度不同,波速也不同。当中流体中声明波速时,都必须说明对应的压强和温度。海平面0c时,空气音速是331m/s。水中的音速大约是空气中的43倍。钢铁中的音速大约是空气中的15倍。

4现代城市的污染很多,房屋修建和装修时就要考虑噪声污染的消除。1吸收:噪声源在室内,无法直接消除噪声源时,室内墙壁的涂料就可以选用声波转换热量效率高的材料,起到吸音效果,这样噪声中室内很快就衰减下去。如果是音乐厅,需要回音效果时,部分墙壁的涂料就要必须是声音反射率高,不能吸收声音。2隔离:噪声源在室外时,采用双层玻璃窗户,声音经过透过双层玻璃的能量很少,隔音效果好。当然一层玻璃效果也很明显,只要窗户的密闭性好。3降低源强度:直接对噪声源进行处理,降低噪声源(扰动源)的能量强度

(本章未完,请翻页),降低其功率,典型的应用就是摩托车消音排气管、消声武器。发动机的高压热气直接进入大气,在气管的出口,能量瞬间释放,功率很大,造成很大的噪声。摩托车消音管是较原发动机排气管粗的气管,发动机高压热气进入后,空间突然变大,此刻产生的声音约束在消音管内,被消音管内其他结构吸收降低。进入消音管的高压热气此时压力降低,温度降低,离开消音管进入大气时,能量已经比较低,产生的噪声就小多了。手枪可以加装消音、器,消音原理类似,就是让枪膛高压气体相对缓慢的速度膨胀,降低枪声。由于子弹的速度非常快,实际消音、器并不能完全消除声音,除非是非常小口径的子弹。其最大作用是降低开枪者的耳朵负担,在消除枪口火焰方面也非常有效。(按照能量的角度描述,就是体积突然膨胀,导致势能增加,能量守恒,所以动能降低=分子运动速度降低=温度降低。这种方法同时也是制造超低温的方法。让低温气体突然膨胀,导致温度进一步降低,反复进行这一过程。)

5二次世界大战末期,德国潜水艇有了新的装备,使得这些潜水艇从没有被盟军探测到。这种装备是橡胶板,装配在潜水艇外壳上,板上有按照特定间隔排列的小孔阵列。声音(声纳发射产生)抵达潜水艇表面后,这些阵列使得反射声音相互之间抵消,极大地降低了反射声音,使得探测器无法得到回音,避免被发现。室内装修材料板,也可以采用这种方式降低声音在室内的来回反射,消除噪声。观察电影院的墙壁,是否存在这样布满小孔的板材?

6以上介绍的是声音消除的被动方法。声音还可以主动抵消。使用麦克风接收声音,转换为电信号,对其进行处理,再转换为声音,此时的声音和原始声音刚刚好完全错位,振动相互基本抵消。这样就实现主动对消。应用于婴儿看护。在婴儿头部放置一副很大的耳机,离婴儿耳朵有一定距离,里面放出处理后的声音,和外界噪声对消。

7当多个扰动源存在时,如果扰动源的频率相同,则产生的波频率相同,这些波在干涉时,很可能在某处出现多数波累加的情况,造成某点扰动能量非常大。军队过桥时,如果按照口令有节奏地齐步行走,很容易产生累加效果,当累加点位于桥的薄弱点时,可能会对桥产生破坏。所以过桥时都要便步走,令各个扰动源的频率不同。

8人耳可以听到各种声音,但无法听到全部声音。(20-20k)hz是人耳可以听到的频率范围。低于20hz的声音,称为次声波。高于20khz的称为超声波。那些使用主动声纳的生物,比如海豚和蝙蝠,其耳朵可以听到100khz的声音。另外人的耳膜和外耳道是垂直的,这也说明声音是纵波。假设是横波的话,无法耳膜产生振动!

9超过20khz的声音,对人耳无影响。效果对人而言就是安静。因此广泛使用。眼镜店里面有洗眼镜的机器,将眼镜置于水中,使用超声波清洗。这种高频率的液体震荡,可有效清理表面附着的各种杂物。牙齿清洁,也可使用超声波。体外碎石(胆结石),同样使用超声波。但最普及的则是b超,超声波进入人体,因不同组织的弹性不同,反射回的超声波在不同位置压强不同,反向演算后就可以得到人体弹性分布图,就是人体内部器官分布情况。超声的波长短,机械波衰减是以波长为单位比例进行衰减的,所以衰减快。扩散也是按照波长的比例进行,所以方向性好,容易形成

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