物理 - 聲學（第一部分）

引言

• 物體的振動是指其來回或往復運動。因此，當撥動繃緊的琴絃時，它會振動，而振動會產生聲音。

• 在某些情況下，振動很容易觀察到，但在大多數情況下，它們的振幅非常小，肉眼很難看到；然而，它們的振動很容易以聲音的形式感受到。例如，塔布拉鼓、手風琴、笛子、西塔琴等。

• 在人類中，聲音是由喉（也稱為聲帶）產生的。

• 可以透過將手指放在喉嚨上感覺到振動；這就是所謂的聲帶。

人聲的產生

• 兩條聲帶（如圖所示）橫跨聲帶（或喉）拉伸，使得它們之間留有一條狹窄的縫隙供空氣透過；這就是聲音產生的方式。

• 男性的聲帶約長20毫米。

• 女性的聲帶約長15毫米，兒童的聲帶更短；這就是男性、女性和兒童聲音不同的原因。

人耳

• 我們用來聽聲音的部分被稱為耳朵。

• 耳朵外側的形狀類似於漏斗；因此，當聲音進入時，它會沿著一條管道一直向下到達末端。在末端，有一層薄膜緊緊地拉伸著；這被稱為鼓膜。

• 鼓膜非常類似於拉伸的橡膠片，聲音振動使鼓膜振動。

• 鼓膜將振動傳遞到內耳，然後訊號傳到大腦；這就是我們清晰聽到聲音的方式。

振動頻率

• 振動運動被稱為振盪運動。

• 每秒鐘振盪的次數稱為振盪的頻率，頻率以赫茲 (Hz) 為單位表示。

• 振幅和頻率是任何聲音的兩個重要特徵。

• 聲音的響度取決於它的振幅；如果振幅越高，則聲音越大；如果振幅越小，則聲音越弱。

• 聲音的響度用一個單位表示，以分貝 (dB) 為單位表示。

• 下表列出了各種聲源產生的聲音響度：

• 頻率決定了聲音的音調或尖銳度；因此，如果振動頻率越高，則聲音的音調越高，尖銳度越高，反之亦然。

• 低於約每秒20次振動（即20赫茲）的聲音訊率人耳無法感知。

• 高於約每秒20,000次振動（即20千赫茲）的聲音訊率人耳無法感知。

• 對於人耳來說，可聽頻率範圍大致在20到20,000赫茲之間。

• 有些動物可以聽到高於20,000赫茲的聲音訊率，例如狗。

噪音汙染

• 令人不愉快的聲音稱為噪音。

• 環境中存在過量或令人討厭的聲音稱為噪音汙染。

• 噪音汙染可能導致許多健康問題，例如睡眠不足、高血壓、焦慮、聽力障礙等。

• 在路邊和其他地方，尤其是在城市地區和工業區種植植被可以有效減少噪音汙染。