关于生活中的物理 声学STS篇

1、生活中的物理之声学STS篇买房需关注生活中的那些噪音人生充满声音和噪声干扰，如轿车鸣喇叭、汪汪狗叫、吵邻打鼾、警报器、大喊大叫。如若居住在城市中心，则更加能够体会到，片刻的宁静是多么难得和稀缺。白噪音助你好梦我们生活中所碰到的噪音，一般是白色噪音，而这种白噪音对人体是一把双刃剑，分贝高了，如汽车鸣叫，商店叫卖等都能够影响我们的休息，对我们的身体也有害。而同时，也有研究表明，低分贝稳定、平和、单调的白噪音，却可过滤和分散噪音，帮助减轻噪音分心，这也正是为什么有的研究所用它来帮助人们放松、睡眠。在生活中，有益的白噪音可以被认为是鸟叫、虫鸣、风吹树叶、雨滴声等等。这种自然静谧的声音对于我们的休息是有

2、一定的帮助的。例如位于北滨路鸿恩寺片区的华润中央公园，北碚的龙湖紫云台，以及北部新区及两江新区核心地带的约克郡，有山有水，宏观的生态环境造就了自然的白噪声，这对于人体的休息和睡眠助力很大。其中，位于主城中心的华润中央公园背靠着重庆主城最大的氧吧一鸿恩寺森林公园，同时还临近嘉陵江流水潺潺，在这种和谐、宁静的大环境下，中央公园显得静谧丛生。中央公园利用得天独厚的半山台地风貌，因势而成一轴、两肺、三台地式曲折蜿蜒的布局。园区内摘中了各种珍惜树植，花草丛生。秋风一扫，树叶莎莎作响，自然的声音就住进了小区。而区内更有无边际泳池，潺潺流水，下雨时，雨滴打落水中，更显幽静。而这些同嘉陵江、鸿恩寺森林公园则构

3、成了一副美轮美奂的风景画，交相辉映，和谐共生。同时，还给我们带来健康的助力，白噪声住进了我们的生活，给休息和睡眠营造了一个良好的环境。高标准选材阻碍噪音污染除却得天独厚的环境造就的生态白噪音，对于生活中一些扰人的噪音很多咼端的房地产也要求做到最好。在选材细节中，华润选取了low-e中空玻璃来安装中央公园的居所。low-e中空玻璃比其他普通的中空玻璃在隔音、降噪方面的品质更好,同时其还具有防紫外线、隔热、节能和隐私性等功能。安装之后，室内几乎听不到室外的声音，同时，玻璃门上的镀膜也能很好的保护我们的隐私，提高住户的安全性。城市中心不可多得城市中心的生态楼盘不多，华润中央公园更是位于鸿恩寺与北滨路

4、的交界板块,位于北滨经济带三大板块（商务服务区、都市休闲区、生态居住区）之一的生态居住区。除却如此中心的位置，几乎全城覆盖的交通网络、全新升级的商业配套与其背山面水的自然资源和品质的用料细节也使其比起其他的别墅、洋房类在性价比上更加的突出。物理小常识：声在日常生活中的利用声音是人类获取信息的主要途径之一，声音传递给我们的不仅仅是语言信息，下面所介绍的是声在其它方面的一些应用及其原理。1辩析熟悉的来人现象：和您朝夕相处的人在室外说话时，我们通过听声音就知道是哪位在说话。原理：不同的人发出的声音音调、响度都有可能相同，但音色绝不会相同，因为不同的发声体发出的声音的音色一般不相同，由于非常熟悉，我们

5、通过辩别音色就能分辩出哪位在说话。2听长短现象：向暖水瓶中倒水时，听声音就能了解水是不是满了。原理：不同长度的空气柱，振动发声时发声频率不同，空气柱越长，发出的音调越低;暖水瓶中水越多，空气柱就越短，发出的声音频率越高，音调也就越高，特别是水刚好倒满瞬间，音调会陡然升高，通过听声音的高低，我们就能判断出水已经倒满了。3挑选商品现象：我们去商店买碗、瓷器时，我们用手或其它物品轻敲瓷器，通过声音就能判断瓷器的好环。原理：有裂缝的碗、盆发出的声音的音色远比正常的瓷器差，通过音色这一点就能把坏的碗、盆挑选出来，当然实际还用辩别音调，观察形态等方法，但主要还是通过音色来辨别的。4测量距离现象：前面如果有

6、一建筑物或高山，对着高山大喊一声，用表测量发出声音到听到声音的时间，利用声速就可以测出我们与高山或高大建筑物的距离。原理：声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来就产生了回声。5看病现象一：听诊器原理：人的体内有些器官发出的声音，如：心肺、气管、胃等发生病变时，器官发出的声音在某些特征上有所变化，医生通过听诊器能听出来，依此来诊断病情。现象二：B超检查原理原理：频率高于20000赫兹的声音称为超声波，超声波有一定的穿透性，医生用某些信号器产生超声波，向病人体内发射，同时接受内脏器官的反射波，通过仪器把反射波的频率、强度检测出来，并在电视屏幕上形成图像，为了判断病情提供了重要的依据，B超利用的是回声

7、原理。6治病（传递能量）现象：体外碎石原理：人体的有些器官发生结石，如肾、胆等，最好的治疗措施就是用体外碎石机把体内结石击碎，变成粉未排出体外。体外碎石机利用的就是超声波，用超声波穿透人体引起的结石英钟激烈震荡，使之碎化。这主要利用了声波能传递能量的性质。7传递信息（监测灾情）现象：通过监测次声波就可知道地震、台风的信息。原理：次声波是频率低于20赫兹的声音，人类无法听到。一些自然灾害如地震、火山喷发、台风等都伴有次声波的产生;次声波在传播过程中减速很小，所以能传播的很远，通过监测传来的次声波就能获取某些自然灾害的信息。为什么声音在晚上可以传得较远当夜幕降临，你一定会发现远处的人声也可以听得很

8、清楚。你可能会想，这是因为晚上本来就较白天宁静，所以很容易便可以听见远处的声音。但这只是部分的原因而已，原来声音传得较远也与声波的折射有关！首先，声音是空气的振动，是波动的一种。声波在热空气中传播得较快，在冷空气中较慢，因此不同温度的空气有不同的折射率，就好像许多光学密度不同的介质。当声波在温度随高度改变的空气中传播时，便会发生折射现象，声波会向着温度较低的地方走。在日间，地面被太阳照射，靠近地面的空气较上层热，声波会被折射向上空。相反在夜间时分，接近地面的空气教冷，声波便会被折射向地面。音乐厅中运用了什么声学原理主要是混响和回声音乐厅是乐队演出的主要场所，除了专门为乐队服务的音乐厅外，歌剧院

9、、大会堂、大教堂、演播大厅、电影院等都可以作为音乐厅使用。反映音乐厅质量的主要因素是混响。乐器停止发音后，声音并不马上消失，而是伴有余音的，即分贝数渐渐下降，这种现象称为混响，声学上把声音衰减60dB的时间称为混响时间。混响是由于声音在室内反射造成的，室外是没有混响的。混响时间和以下因素有关：房间的体积：通常体积越大，混响时间越长；房间内壁的材质：如果内壁是粗糙柔软的吸声材质，那么混响时间会短些,如果内壁是坚硬光滑的反射材质，那么混响时间会长些，房间的内壁指的是墙壁、天花板、地板，以及音乐厅内一切影响声音传播的障碍物，特别是坐椅，增加有软垫的坐椅数量会缩短混响时间；声音的频率：由于高频声音的反

10、射和衍射能力比低频声音差，所以高频声音的混响时间比低频声音短。混响时间太短会使声音变得干涩，太长则会使音乐失去清晰的线条，两者都不利于音乐的欣赏。实践表明，适合乐队演奏的音乐厅，混响时间应在1.5到2秒之间，当然，最佳的混响时间并不是唯一的，它取决于听众的爱好、音乐的类型、乐队的规模等诸多因素。例如，重视音响效果的听众希望混响时间长些，重视音乐细节（旋律、节奏等）的欣赏者希望混响时间短些；演奏交响乐时可以采用混响时间较长的音乐厅，而歌剧院的混响时间必须控制在2秒以内，否则歌手就无法听清自己的声音；小规模的乐队希望在混响时间长的音乐厅中演出，以增加音响，而过长的混响时间对于大规模的乐队（四管制，

11、由两个交响乐团组合而成的乐队）有时反而不利。和混响类似的一种现象称为回声，语言和音乐都会在回声的作用下变得模糊不清，因此回声是音乐厅中必须避免的。产生回声的主要原因在于声音的反射体，如果很平滑，那么声音会作镜面反射，同一束声线（几何光学中“光线”的概念沿用在声学中）很有可能同时到达某个地方，由此产生回声，如果凹凸不平，那么声音会作漫反射，同一束声线被反射到不同的方向，然后以不同的时间到达某个地方，形成混响。音乐厅的天花板通常有避免回声的装饰，例如很多形状不规则的吊顶。此外，管弦乐和合唱表演必须使用乐队罩，也就是乐队背后的音板，这样，向上和向后传播的声音就会尽可能多地被音板反射回来，使得乐队罩起

12、到聚光灯后凹面镜的作用，反之，把音板换成绒布，那么音量将减轻很多。“雪花落水也有声”中的声学知识阅读理解型试题是近年来开发出的好题型.这种题型取材广泛，涉及的知识面较宽，所举事例贴近生活，所运用的知识较为基本.为了向同学们介绍这种新题型，笔者专门编辑了一道声学科普题，不妨感受一下.一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响.不过，雪花落水真的发生声波.首先要说明的是，雪花落水发出的声波频率在50千赫到200千赫之间，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁.然而，请不要想当然，这些声音不是雪花与水面撞击发出的，而是还是让我们先读一段故事吧.事情发生在冷战时期，当时美

13、国海军要监视前苏联潜水艇的活动，他们发现，在下雨的时候，水下声纳工作效果不好，常有噪声干扰，甚至干脆无法监听.他们把这个问题交给华盛顿大学声学物理实验室的克拉姆教授，克拉姆又找到普罗斯佩勒提教授，后者在声学界颇有名望，是个奇才.普罗斯佩勒提猜想，这些声音不该是雨滴撞击水面发出，而应是含在雨滴中的气泡振动发出的.他们把这个想法告诉其他科学家，大多数人都摇头.然而克拉姆有这些摇头科学家没有的一个设备:一个每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机.利用这台摄影机，他确实在下雨时发现水中产生气泡，这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动他还发现，大气泡振动产生低频声波，小气泡振动产生高频声波.有些人还告诉他

14、们，渔民也常抱怨，在下雪时他们的声纳也常常侦听不到鱼群.一开始，他们也不信，因为雪花中含有90%以上的水，空气不多.但是，他们不是简单否认，而是要用实验来验证.在一个风雪的夜晚，他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据，雪花落水时也产生气泡，同样，这些气泡也振动，从而发出声波.其实,无论是人们打水漂时所听到的细微声响，还是瀑布的隆隆震响，都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞，而是由于气泡.阅读短文后，回答下面的问题：声是由于产生的，雪花落水确实发声，它是产生的.人正常听到的声音频率在到Hz之间；而雪花落水发出的声波频率在到Hz之间，因而它属于(选填“超声波”、“次声波”）.（3）声纳装置是

15、利用仿生学原理制成的，它模仿的是哪种生物？（4）雪花落水发出的声音对人来讲不是噪音，若站在鲸鱼的角度看是否属于噪音？为什么？（5）科学家们发现，不论是雪花落水，还是雨滴落水发出的声音都能被鱼听到，说明能传播声音.（6）大气泡每秒振动的次数小气泡每秒振动的次数.（选填高于、等于或低于）（7）科学家们在探究雨滴落水产生声音的过程中，经历了下列的过程，请你把它们按正确的顺序排列起来：遇到问题、，最终解决问题.（填序号即可）a.归纳分析b.进行实验c.提出假设d得出结论08奥运会与声学试题2008年将在北京举办的第29届奥运会，以“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的举办理念，普及奥林匹克精神，弘扬中华民

16、族优秀文化，加深各国人民之间的了解、信任与友谊。与奥运盛事同步，一类与奥运会相联系的中考题目已走进物理中考。？（2007年重庆）2008年的北京奥运会倡导“绿色奥运”。“绿色”的含义包括“绿化城市、绿色生活、绿色消费、人与自然和谐发展”等内容，“绿色奥运”需要从我做起，从身边的小事做起。下列做法中符合“绿色”理念的是【】？随意将矿泉水瓶扔弃在林区？选用优质电池，不乱扔废旧电池？驾车时经常在居民居住区大声鸣笛？电视、空调等电器不使用时仍让指示灯亮着处于待机状态？（2007年包头）2008年的北京奥运会倡导“绿色奥运”，下列做法不符合绿色理念的是【】？废旧电池随意丢弃？吸烟时由于“烟雾分子”会扩散

17、到周围空间，所以公共场所禁止吸烟？尽量减少一次性木筷、餐巾纸、塑料袋等物品的使用？积极参加植树造林活动，因为森林既能净化空气，又能减弱噪声？生活语言中的声学知识1、曲高和寡：频率越大，所发声音的音调超高，当然能跟着唱的人就越少。2、3、2、长啸一声，山鸣谷应：这是声音在山谷之间发生多次反射，形成洪亮的回声。4、5、3、弦外之音：这是指人的听觉频率范围之外的（如超声、次声）确实存在且我们是听不到的声音。6、7、4、听其声而知其人：这是因为每一个人所发出的声音的音色不同。9、5、但闻其声、不见其人：这是因为声音在传播的过程中，当障碍物的尺寸小于波长时，可以发生明显的衍射，而光在同一物质中是直线传播

18、的。10、11、6、B超：利用超声波对人体进行检查。12、13、7、震耳欲聋：表示声音特别大。14、15、8、木（金属）棒探伤：有经验的技术员在用木（金属）棒抵在汽车或机床上听一会儿就能听出机器有没有毛病，分辨的是听到的声音的音色。平时有哪些降低噪声的方法以汽车为例：为了达到人类与汽车共存，降低噪音污染和危害，必须保护好环境，合理实施降低噪音的应对措施。从未来的发展趋势看，今后为确保汽车噪音对环境的影响，行驶噪音的限制措施会得到强制执行；也会通过改变交通流量以改变区域交通形态来降低噪音；此外，研究开发电动汽车、混合动力汽车也是降低噪音的有效措施；道路修建方面，公路的形状、结构铺装面材料等方面的

19、改善也会起到积极作用。？噪音控制具体到技术层面，又分为机械原理噪音控制和声学原理噪音控制两种类型：？从机械原理出发的噪音控制措施：？改进机械设备结构、应用新材料来降噪。随着材料科技的发展，各种新型材料应运而生，用一些内摩擦较大、高阻尼合金、高强度塑料生产机器零部件已变成现实。例如，在汽车生产中就经常采用高强度塑料机件。对于风扇，不同形式的叶片,产生的噪音也不一样，选择最佳叶片形状，可降低噪音。例如，把风扇叶片由直片式改成后弯形，或者将叶片的长度减小，都可以降低噪音。一般齿轮传动装置产生的噪音较大，达90dB，如果改用斜齿轮或螺旋齿轮，啮合时重合系数大，可降低噪音316dB。若改用皮带传动代替一

20、般齿轮转动，由于皮带能起到减振阻尼作用，因此可降低噪音15dB左右。对于齿轮类的传动装置，通过减小齿轮的线速度，选择合适的传动比，也能降低噪音。试验表明，若将齿轮的线速度减低一半，噪音就会降低6dB左右。？提高零部件加工精度和装配质量。零部件加工精度的提高，使机件间摩擦尽量减少，从而使噪音降低。提高装配质量，减少偏心振动，以及提高机壳的刚度等，都能使机器设备的噪音减小。对于轴承，若将滚子加工精度提高一级，轴承噪音可降低10dB。从机械原理出发的噪音控制主要取决于汽车的研发和生产组装等环节,一般是在车辆出厂之前采取的降噪措施。后期的使用和维护过程中，避免机械设备和车辆的空载和超载，选用好的润滑油

21、脂，都可以减轻噪音。？从声学原理出发的噪音控制措施：？除了以上几种降低噪音的办法外，还可以采用声学控制方法降低噪音，主要包括吸音、隔音、减震、密圭寸等。对于汽车噪音控制来说，由于发动机、排气管、轮胎等引发噪音的部件在车辆出厂的时候就定型了，因此各部件的设计水平和组装工艺就决定了噪音的大小，也同时体现了一部车子的技术水平和科技含量。平静汽车隔音主要是从控制阻隔传播途径入手进行研发。？吸音在汽车有限空间内的噪音包括直达声级计和反射噪音两部分。吸音是用特种被动式材料来改变声波的方向，以吸收其能量。合理的布置吸音材料，能有效降低声能的反射量，达到吸音降噪的目的。常用的吸音材料由于受环保、防水、防火、轻

22、量化等条件的限制，能够用于汽车的吸音材料比较少见，平静隔音吸音棉是研发人员在研究分析多款车型噪音特点的基础上，针对汽车噪音特点创造性的开发出异型吸音槽设计，在传统的一个单位的隔音面积上集成了2倍以上的吸音面积，每个吸音槽的宽窄、深浅、坡度和曲率都是针对轿车噪音的特点经数学算法仿真模拟并精确确定的。由于吸声层的逐渐过渡性质，材料的声阻抗与空气的声阻抗能较好地匹配，使较宽频段的声波都能被高效地吸收。？减震汽车的外壳一般都是由金属薄板制成，车辆行驶过程中，震源把它的震动传给车体，在车体中以弹性波形式进行传播，这些薄板受激震动时会产生噪音，同时引起车体上其它部件的震动，这些部件又向外辐射噪音，在该传播

23、途径上安装弹性材料或元件，隔绝或衰减震动的传播，就可以实现减震降噪的目的。可用的减震措施主要有隔震减震和阻尼减震，平静汽车阻尼防护胶就是在阻尼减震原理的基础上研发的。此外，平静吸音棉在粘贴过程中采用人工刷胶的方式，专用的胶粘剂在固化以后会具有良好的弹性和柔韧性，形成一道阻尼减震层，可以耐受车体的冲击与振动。？密封大量试验表明：车内整体噪音的控制与车体的密封性能密切相关。好的密封可以有效降低车辆整体噪音，尤其对高速行驶过程中的风噪有很好的抑制效果。车辆行驶过程中产生的扰流是引起风噪的根源车辆高速行驶过程中车身某一部件处会出现周期性气流分离，涡从车身两侧拖出，顺气流方向移动，从而产生噪音。预防这种

24、噪音产生的办法是尽量避免产生气流分离并用恰当的方法扰乱周期性的尾流。一般的密封仅仅是利用密封性的提高把噪音阻隔在外，平静专业密封条在阻隔噪音的同时，还会避免气流分离并对周期性的尾流达到扰乱，从根本上降低风噪。笛子发声的原理笛子是利用空气振动发声和空气柱共鸣的原理制成的。为了解这些原理，你可以做如下实验。在家里你可以找出各种各样形状的空瓶，把嘴唇贴在空瓶-口上吹气（如右图所示），看看用它们吹出的最低音（基音）的音调高低都跟哪些因素有关系。首先选一个瓶子，逐渐往瓶内装入一些水，改变瓶内空腔的体积vO，分别对瓶口吹气，可以发现v0越小，音调越高，即共鸣的基音频率f越大。以后，再选瓶内空腔体积和瓶口内

25、径基本相同，而瓶颈长度L不等的瓶子，分别进行实验，定性地看看频率f与L有什么关系。最后，选瓶颈粗细不同，而长度L,空腔体积vO基本相同；的瓶子进行实验，看着频率f与瓶颈内截面积A有什么关系。11请把你的发现记录下来。对于共鸣腔的发音规律，德国物理学家、生理学家亥姆霍兹(HermannVonsHelmnoltz1821/1894)曾经做过实验研究。他研究了如左图所示的共鸣器，发现这种共鸣器的频率k是与空气密度、大气压强、气体比热容有关的系数。这种共鸣器就叫亥姆霍兹共鸣器。你的实验结果与他的发现有相似之处吗？天坛三音石的声学原理天坛回音壁里有一块为三音石。如果你站在这块台上拍一下手，你就能听到三次

26、回声，这是什么原因呢？三音石又称三才石，比喻天、地、人三才。三音石位于皇穹宇殿门外的轴线甬路上。从殿基须弥座开始的第一、第二和第三块铺路的条型石板就是三音石。站在第一块石板上面向殿内说话，可以听到一次回声。站在第二块石板上面向殿内说话，可以听到两次回声。站在第三块石板上面向殿内说话，可以听到三次回声。三音石的第三块石板又称天闻若雷石，就是说，站在第三块石板上面向殿内说话，如果大殿仅敞开面对三音石的殿门，而且殿门到殿内正中的神龛之间没有任何障碍物的话，此时听到的回音尤其响亮，似乎人间偶语，天闻若雷。造成三音石独特效果的原因是建筑格局中的一些布置与声学原理相吻合。声波从不同之处折射回来的速度与层次

27、造成了第一、第二和第三块石板处听到回音的次数不同。第三块石板与殿门及殿内神龛上的殿顶所构成的特有角度可以使声波折返到殿外时能够带有强烈的轰鸣。天坛回音壁的四周围墙很高，而且坚硬光滑，能够很好地反射声音；墙又是圆形的，三音石正好放在圆的中心处。当你拍了一下手后，声音从空气中向四周传播,遇到围墙后，又给反射回来，这些经反射回来的声音又都经过位于圆心的三音石。所以，我们站在三音石上拍手，就会听到清晰的回音，而且回音特别响。？反射回来的声音还有一个特点，它经过圆心后继续向前走，一直传到对面围墙上，经过第二次反射又回到三音石。这样，我们就听到了第二次、第三次，甚至更多次的声音了，这里除你拍手的那次声音是

28、原始声音，其余的都是回音。？当发声和回声间隔时间小于1/16秒时，我们会把这两种声音听成一个声音，回声的作用只是加强了原来的声音。声音在空气中传播的速度是每秒钟340多米。只有人与墙壁间的距离超过11米时，声音往返的距离才会超过22米（22340一16）,这时，我们的耳朵才能把回声分辨出来。皇穹宇室内半径才几米，当然就听不到回音了。三音石到围墙的距离是32.5米，不难算出，发声和回声的时间间隔将是1/5秒，所以能听到清晰的回声。天坛圜丘的声学原理圜丘坛在天坛南部，是皇帝冬至日祭天的地方，故又称“祭天台”、“拜天台”。始建于明嘉靖九年（1530年），按照南京式样建造，用蓝色琉璃砖砌成。清乾隆十四

29、年（1749年）扩建，栏板、望柱改用汉白玉，坛面铺石用文叶青石。坛为露天三层圆形，象征天。它为三层汉白玉雕砌的露天圆台，坛面、栏板、栏柱为艾叶青石雕成，两道外方里圆的围墙象征着“天圆地方”。由于是祭天坛，圜丘的整个结构是对数学的巧妙运用，坛面、台阶、栏杆的石制构件，都取九或九的倍数，即阳数，用以象征天。坛中心的圆形石板，叫天心石，站在上面高喊或发出敲击声，周围即起回音，自己听起来声音很大，好似一呼百应。古代把一、三、五、七、九单数称为“阳数”，又叫“天数”，而九则是阳数之极。所以，圆丘的层数、台面的直径、墁砌的石块、四周的栏板均用天数，表示天体至高至大。坛圆形三层，最高一层台面直径是九丈，名“

30、一九”；中间一层十五丈，名“三五”；最下一层二一丈，名“三七”。第一层台面中央嵌一块圆形石板，叫“天心石”。站在天心石上高呼，回音很大，好似一呼百应。四周围绕有九重石块，第一圈是九块扇形板，为一重；第二四十八块，为第一圈的倍数，尔后依次按九的倍数递加，至第九圈为八十一块，称九重。每层四面有台阶，各九级。一层栏板七十二块，二层一百零八块，三层一百八十块，共三百六十块，正合周天三百六十度。圜丘外面有两重谴墙，均为蓝琉璃筒瓦通脊顶，墙身涂朱。内墙是圆形，四面各有棂星门，都是六柱三门。内墙外面东南有燔柴炉一个、瘗坎一个、燎炉五个、西南有三个灯杆。外墙是方形，在东、西门的左、右，各设一个燎炉。北门外是皇

31、穹宇，东门外东北角有神库、神厨各五间，林亭一个，祭器库、乐器库、棕荐库各三间。又东有宰牲亭、林亭一个。谴外内坛墙有四个门，东叫“泰元”，南叫“昭亨”，西叫“广利”，北叫“成贞”。昭亨门外东、西还各有一座石坊，由于祭天是在黎明前进行，灯竿高悬大灯笼，名曰“天灯”，用来照明。同时在各个燎炉焚烧松柏木、檀香木，香烟缭绕，火光可以照亮全坛，仪式非常隆重壮观。站在圜丘台中间的圆心石上轻轻唤一声，就立即从四面八方传来回声，好似众人齐鸣，一呼百应。封建帝王附会说这是皇天上帝在向凡人发出“圣谕”。其实，这种现象是声波被阻的回音。从圆心石发出的声波传到四周的石栏以后，就同时从四周迅速反射回来，声波振动较大；又由

32、于圜丘坛的半径较短，所以回声很快。据测试，从发音到声波返回到圆心的时间，总共只有0.07秒，所以站在圆心石上的人听起来，声音格外响亮。因此，圜丘坛上的圆心石又称为“亿兆景从石”。人民大会堂的声学结构声的吸收对建筑物的声学性质很重要。礼堂中讲话时，声波经过天花板、墙壁等多次反射和吸收后，其声强才降到需要的强度，这种声源振动停止后声音的延续现象叫交混回响。而声强减到原值的百万分之一的时间，叫交混回响时间。经验指出,交混回响时间在12秒之间最为适当，交混回响时间长短与建筑物大小和其中各种表面对声的吸收情况有关。我国在建造首都人民大会堂时，为了兼顾音乐和我国汉语特点，将交混回响时间控制在2秒左右。对解

33、决庞大建筑物的声学问题，作了一些恰当的处理：采用塑料夹板的吸收构造，以加强对低频部分的吸收。在二层和三层楼上7000个皮椅底下，装有穿孔吸声结构，当座椅无人时，椅底反过来可以代替人对声的吸收作用。这样可以使满场时和仅用一楼开会（3000人）时，都有较高的语言清晰度。次声杀人之谜1890年，一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了。20年后，人们在火地岛海岸边发现了它。奇怪的是，船上的东西都原封未动，完好如初。船长航海日记的字迹仍然依稀可辨；就连那些死已多年的船员,也都“各在其位”，保持着当年在岗时的“姿势”；1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，一场风暴过后

34、，全船海员莫明其妙地死光；在匈牙利鲍拉得利山洞入口廊里，3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸上述惨案，引起了科学家们的普遍关注，其中不少人还对船员的遇难原因进行了长期的研究。就以本文开头的那桩惨案来说，船员们是怎么死的？是死于天火或是雷击吗？不是，因为船上没有丝毫燃烧的痕迹；是死于海盗的刀下吗？不！遇难者遗骸上看不到死前打斗的迹象；是死于饥饿干渴吗？也不是！船上当时贮存着足够的食物和淡水。至于前面提到的第二桩和第三桩惨案，是自杀还是他杀？死因何在？凶手是谁？检验的结果是：在所有遇难者身上，都没有找到任何伤痕，也不存在中毒迹象。显然，谋杀或者自杀之说已不成立。那么，是以疾病一类的心脑血管突然发

35、作致死的吗？法医的解剖报告表明，死者生前个个都很健壮！案情的确蹊跷、迷离而莫测！经过反复调查，终于弄清了制造上述惨案的“凶手”，是一种为人们所不很了解的次声的声波。次声波是一种每秒钟振动数很少，人耳听不到的声波。次声的声波频率很低，一般均在20兆赫以下，波长却很长，传播距离也很远。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。例如，频率低于1赫的次声波，可以传到几千以至上万公里以外的地方。1960年，南美洲的智利发生大地震，地震时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落！1961年，苏联在北极圈内进行了一次核爆炸，产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失！次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、

36、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物损坏，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。次声穿透人体时，不仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木，而且还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤。次声波对心脏影响最为严重，最终可导致死亡。为什么次声波能致人于死呢?原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.0120赫），倘若外来的次声频率与身体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”，从而使人产生上面提到的头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状。特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共

37、振，使人体内脏受损而丧命。前面开头提到的发生在马六甲海峡那桩惨案，就是因为这艘货船在驶近该海峡时，恰遇海上起了风暴。风暴与海浪摩擦，产生了次声波。次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。次声波虽然无形，但它却时刻在产生并威胁着人类的安全。在自然界，例如太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变；在工厂，机械的撞击、摩擦；军事上的原子弹、氢弹爆炸试验等等，都可以产生次声波。由于次声波具有极强的穿透力，因此，国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站”，监测着海潮的洋面。一旦船只或飞机失事之后，可以迅速测定方位，进行救助。近年来，一些国家利用次声能够“杀人”

38、这一特性，致力次声武器一次声炸弹的研制。尽管眼下尚处于研制阶段，但科学家们预言：只要次声炸弹一声爆炸，瞬息之间，在方圆十几公里的地面上，所有的人都将被杀死，且无一能幸免。次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板。人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里，也还是一样地难逃厄运。次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物。但两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多。噪声的作用噪声一向为人们所厌恶。但是，随着现代科学技术的发展，人们也能利用噪声造福人类。噪声除草科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这

39、样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用“欲擒故纵”的妙策，保证作物的顺利生长。噪声诊病美妙、悦耳的音乐能治病，这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢？最近，科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童使用。此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。有源消声通常所采用的三种降噪措施，即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪，都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声，人们发明了“有源消声”这

40、一技术。它的原理是：所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反（相差180）,就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声源本身着手，设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来，有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。下过大雪后为什么太寂静在冬天，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静。这是怎么回事?难道是人为的活动减少了吗?那么，为什么在雪被人踩过后，大自然又恢复了以前的喧嚣。？原来，刚下过的雪是新鲜蓬松的。它的表面层有许多小气孔。当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射。由于气孔往往是内部大

41、而口径小。所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能则被吸收掉了。从而导致自然界声音的大部分能均被这个表面层吸收，故出现了万籁俱寂的场面。而雪被人踩过后，情况就大不相同了。原本新鲜蓬松的雪就会被压实，从而减小了对声波能量的吸收。所以，自然界便又恢复了往日的喧嚣。把噪声“吃掉”有“吃”声音的东西吗？找一只滴嗒作响的小闹钟，用棉被把它包上，怎么样？它的响声被“吃”掉了吧？玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、毛毡、棉絮、加气混凝土、吸声砖都是吸声材料。这些材料不是十分松软，就是带有小孔。声波传播到吸声材料上，就会引起小孔隙里空气和细小纤维的振动，由于摩擦等阻碍，声能被转化成了热能，声音就这样被“

42、吃”掉了。如果用吸声材料装饰在房间的内表面上，或在室内悬挂一些吸声体，房间里的噪声会得到一定程度的降低。这种方法就叫吸声。打个比方说，如果在屋子的四周挂上黑布，在同样的电灯光下，室内光线就显得暗了。要是四面都是镜子，屋里就会觉得很亮。这是因为，黑布把照在它上面的光线吸收了，只靠电灯的直射光照明；明镜能把照在它上面的光反射回来，加强了室内的光线。声波的情况也是这样。用吸声材料包围起来，机器的噪声传到四周就被“吃”掉，很少有反射，噪声也就降低了。利用吸声材料还可以制造消声器。消声器可以“吃”掉讨厌的气流噪声，它是一种阻止声音传播而又允许气流通过的装置。汽车尾部吐烟的地方，就有个粗管子式的消声器。找

43、一把哨子，再卷个纸筒，纸筒里放些泡沫塑料，把哨子放在里边。吹哨子吧!你会听到，哨子的声音变小了，气流仍可通过。用竖笛做这个实验，效果更好。这就是一种最简单、最基本的消声器，叫管式阻性消声器。声波进入消声器之后，吸声材料就把声能转化成为热能了。消声器的种类很多，还有抗性的、共振式的等等，在各种空气动力机器中起着消声作用。我国科学家近年来发明了微穿孔板消声器和小孔消声器，不仅消声效果好，而且不怕油，不怕水。电子琴的发音原理电子琴既可以演奏不同的曲调，又可以发出强弱不同的声音，还可以模仿二胡、笛子、钢琴、黑管以及锣鼓等不同乐器的声音。那么，电子琴的发音原理是怎样的？大家知道，当物体振动时，能够发出声

44、音。振动的频率不同，声音的音调就不同。在电子琴里，虽然没有振动的弦、簧、管等物体，却有许多特殊的电装置，每个电装置一工作，就会使喇叭发出一定频率的声音。当按动某个琴键时，就会使与它对应的电装置工作，从而使喇叭发出某种音调的声音。电子琴的音量控制器，实质上是一个可调电阻器。当转动音量控制器旋扭时，可调电阻器的电阻就随着变化。电阻大小的变化，又会引起喇叭声音强弱的变化。所以转动音量控制旋扭时，电子琴发声的响度就随之变化。当乐器发声时，除了发出某一频率的声音基音以外，还会发出响度较小、频率加倍的辅助音谐音。我们听到的乐器的声音是它发出的基音和谐音混合而成的。不同的乐器发出同一基音时，不仅谐音的数目不

45、同，而且各谐音的响度也不同。因而使不同的乐器具有不同的音品。在电子琴里，除了有与基音对应的电装置外，还有与许多谐音对应的电装置，适当地选择不同的谐音电装置，就可以模仿出不同乐器的声音来。超声波及其应用人耳最高只能感觉到大约20000Hz的声波，频率更高的声波就是超声波了.超声波广泛地应用在多种技术中.超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播.它的应用就是按照这两个特点展开的.理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比.超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大.在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许

46、多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度这就是超声波加湿器的原理.对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位.利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效.利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎.金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净.俗话说“隔墙有耳”，这说明声波能够绕过障碍物但是，波长越短，这种绕射现象越不明显，因此，超声波基本上是沿直线传播的，可以定向发射如果渔船载有水下超声波发生器，它旋转着向各个方向发射超声波，超声波遇到鱼群会反射回来，渔船探测到反射波

47、就知道鱼群的位置了这种仪器叫做声纳声纳也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇，测量海水的深度.根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹.人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变.有趣的是，很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官.以昆虫为食的蝙蝠,视觉很差，飞行中不断发出超声波的脉冲，依靠昆虫身体的反射波来发现食物.海豚也有完善的“声纳”系统，使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置.现代的无线电定位器一一雷达，质量有几十、

48、几百、几千千克，蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克，而在一些重要性能上，如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器.深入研究动物身上各种器官的功能和构造，将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备，这是近几十年来发展起来的一门新学科，叫做仿生学。乐器四大家族古今中外的乐器少说也有几百种，不过按它们发声原理的不同，大体可归为四大类。一、弦乐器它们通过拉、弹、拨，击的方法使弦振动而发声，再借助共鸣箱使弦的声音在共鸣箱中共呜而被放大。常见的弦乐器有小提琴、大提琴、吉他，二胡、琵琶等，钢琴虽然靠键盘的敲击来发音，但最终也是以弦的振动和共鸣箱来发音的，所以也可归到弦乐器中。二、管乐

49、器它们是一些一端封闭另一端开口的管子，人用嘴吹动簧片或哨子之类的振动器件，激发管内的空气柱振动而发声。西洋乐器中的单簧管、双簧管、长号、圆号、长笛、短笛等，以及民族乐器中的笛、签、萧、唢呐等都属于这一类。三、打击乐器它们是指用器物（棒、槌等）打击膜、板、棒等东西，使之振动而发音的乐器的总称。这类乐器的激振器件与共鸣器件常常是同一件东西（如钦、音叉等），振动形式都是靠外力打击乐器使之振动而发音。这类乐器包括西洋乐器中的定音敲、木琴、三角音叉等，还包括民族乐器中的锣、鼓、钦、梆子等。四、电子乐器现代电子乐器可以分成两类。一类如电吉他、电提琴等，指在原来乐器（吉他、提琴等）的基础上，增添电子扩音系统

50、和音色变化装置，大大改善原有乐器的表现能力。另一类，电子琴等，完全由电子振荡器来完成音阶的组成。在传统乐器中，钢琴弹不出小提琴的音色，笛子也吹不出二胡的声响。而电子琴依靠音色合成网络，能演奏出几十种不同音色的乐器声。此外，它还装有各种自动装置，可以自动产生节奏、和弦等音响效果，大大简化了演奏，甚至一台电子琴能奏出一个乐队的效果来。电子琴的出现，是对传统乐器的革命性变革。近年来出现的电子合成器，除了能模拟各种传统乐器的演奏外，还能模拟人的歌唱声、大自然的鸟鸣、风声等，甚至能制造出人类从没听到过的“太空音乐”来。电子合成器的出现，把电子乐器的发展推向一个新的高峰。音乐中的八度是怎样产生的请你先做一

51、个实验：把一根细钢丝用钉子固定在一个小木箱上，两端用小圆木柱撑起。拨动钢丝，它就发出很好听的声音（如果木箱有某一部分是开口的，这根钢丝做的琴弦发出的声音就会更响亮）。当我们在这根琴弦的正中央再支起一个小圆柱，琴弦发出的声音会比原来的“尖”，但是和原来的声音很和谐。再在1/2长度的琴弦正中央支起一个小圆柱，拨动这1/4长度的琴弦时，它发出的声音会更“尖”（声音“尖”，物理上叫音调高），可是听起来还是与前两次发出的声音很和谐，所以我们把琴弦全长、1/2长、1/4长发出的声音叫谐音，再把两个相邻的谐音之间适当的分成7份，即出现我们音乐简谱中的1、2、3、4、5、6、7、I。立体声的出现1881年8月

52、30日，克来门阿代尔在德国获得了一项“改善剧场电话设备的专利。阿代尔的发明是：把两组麦克风置于剧场舞台的两边，声音便被分程送到载着受话器的观众的耳中。这项发明在1881年举办的巴黎博览会上首次演示。在那里“播送”巴黎剧场舞台上的演出，获得了极大的成功。人们认为，这是首次听到了立体声。大约与此同时，有一位叫奥恩佐格的发明家，在普鲁士王储的宫殿里也使用了跟阿代尔的发明类似的装置。立体声的突出特点是，是比起单声道或单源音来，能使听众更容易找到声源的位置。这种现象，跟人们用两只眼睛比用一只眼睛更能准确地判断距离的远近的道理是一样的。在第一次世界大战中，有一种用来发现敌人飞机的“双耳接收喇叭”，就是利用

53、了立体声的这一特点。也就是把两个大喇叭的小的一端用橡皮管连接到操作人员的两只耳朵上，他的听觉的方向性就会得到大大的加强。立体声的发展，最初是与电话系统的发展密切相关的。在20世纪30年代初期,以弗莱彻等人为指导，以斯托考斯基为顾问的贝尔电话寝室，是研究立体声的主要力量。在贝尔实验室里，有一个叫奥斯卡的哑吧，他是推动立体声研究的主要人物。奥斯卡是一个裁缝的孩子，由于聋哑，他在两只耳朵里安了两个麦克风，用以尽量创造条件听到声音。1933年4月27日，贝尔电视实验室作了一次公开实验：把在费城举办的音乐会，通过电话线路以立体声的方式传到华盛顿。早在1925年，康涅狄格州钮黑文的WPAJ电台，就通过采取

54、用两种不同波长播同一节目，在听者的两只耳朵上各用一们接收器来分别收听的办法，进行了立体声广播。而于1930年获得最早的立体声唱片专利权的，则是电气和音乐工业公司的布吕姆莱因。口哨声是如何吹岀来的在闲暇时，很多人都喜欢通过吹口哨来消遣。那么，丰富多彩的口哨声是如何吹出来的呢？从口腔中吹出来的空气，当气流冲出口腔时，从嘴唇的边缘散发出涡漩。于是在嘴唇的反作用力的推动下，就产生了我们听见的声音。有些声音回到气流的发源处，引起气流的不稳定，这种不稳定性产生更多的顺着气流的涡漩。当涡漩到达唇边的时候，将产生出更多的声音。整个过程又将周而复始。在口腔中，回到气流发源处的声音改变了气流的速度，从而导致了许多

55、涡漩的形成。当这些环冲击我们特意改变的口形时，便产生了丰富多采的声音。噪声污染对身心健康的危害强的噪声可以引起耳部的不适，如耳鸣、耳痛、听力损伤。据测定，超过115分贝的噪声还会造成耳聋。据临床医学统计，若在80分贝以上噪音环境中生活，造成耳聋者可达50%。医学专家研究认为，家庭噪音是造成儿童聋哑的病因之一。使工作效率降低。研究发现，噪声超过85分贝，会使人感到心烦意乱，人们会感觉到吵闹，因而无法专心地工作，结果会导致工作效率降低。3损害心血管。噪声是心血管疾病的危险因子，噪声会加速心脏衰老，增加心肌梗塞发病率。医学专家经人体和动物实验证明，长期接触噪声可使体内肾上腺分泌增加，从而使血压上升，

56、在平均70分贝的噪声中长期生活的人，可使其心肌梗塞发病率增加30%左右，特别是夜间噪音会使发病率更高。调查发现，生活在高速公路旁的居民，心肌梗塞率增加了30%左右。调查1101名纺织女工，高血压发病率为7.2%，其中接触强度达100分贝噪声者，高血压发病率达15.2%。噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。高噪声的工作环境，可使人出现头晕、头痛、失眠、多梦、全身乏力、记忆力减退以及恐惧、易怒、自卑甚至精神错乱。在日本，曾有过因为受不了火车噪声的刺激而精神错乱，最后自杀的例子。干扰休息和睡眠。休息和睡眠是人们消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件。但噪声使人不得安

57、宁，难以休息和入睡。当人辗转不能入睡时，便会心态紧张，呼吸急促，脉搏跳动加剧，大脑兴奋不止，第二天就会感到疲倦，或四肢无力。从而影响到工作和学习，久而久之，就会得神经衰弱症，表现为失眠、耳鸣、疲劳。对女性生理机能的损害。女性受噪声的威胁，还可以有月经不调、流产及早产等，如导致女性性机能紊乱，月经失调，流产率增加等。专家们曾在哈尔滨、北京和长春等7个地区经过为期3年的系统调查，结果发现噪声不仅能使女工患噪声聋，且对女工的月经和生育均有不良影响。另外可导致孕妇流产、早产，甚至可致畸胎。国外曾对某个地区的孕妇普遍发生流产和早产作了调查，结果发现她们居住在一个飞机场的周围，祸首正是那飞起降落的飞机所产生的巨大噪声。7噪声对儿童身心健康危害更大。因儿童发育尚未成熟，各组织器官十分娇嫩和脆弱，不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子，噪声均可损伤听觉器官，使听力减退或丧失。据统计，当今世界上有7000多万耳聋者，其中相当部分是由噪声所致。专家研究已经证明，家庭室内噪音是造成儿童聋哑的主要原因，若在85分贝以上噪声中生活，耳聋者可达5%。8.噪