七、 声学 (Acoustics)

1. 声音的产生与传播：
   • 一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声停止。
   • 声音作为纵波，其传播需要介质（以声波形式传播），真空不能传声。
   • 声速大小对照：在 $15^\circ\text{C}$ 空气中 $v_{\text{气}} = 340\text{ m/s}$，水（液）中 $v_{\text{液}} = 1500\text{ m/s}$，钢铁（固）中 $v_{\text{固}} = 3200\text{ m/s}$。通常情况下 $v_{\text{固}} > v_{\text{液}} > v_{\text{气}}$。
   • 温度越高声音在空气中传播越慢。声波在界面会发生反射。人耳区分回声与原声的时间间隔必须在 $0.15\text{s}$ 以上。
2. 声音分类与特征：
   • 乐音：发声体做规则振动发出的声音。
     • 音调：声音的高低，由发声体振动的频率（1秒内振动的次数，单位：赫兹，Hz）决定。
     • 响度：声音的大小（单位：分贝，dB），由发声体的振幅以及距离发声体的远近决定。
   • 噪声：发声体做无规则振动发出的声音。减弱噪声的三个途径：在声源处减弱、在传播途中减弱、在人耳处减弱。
3. 超声波与次声波：人耳听觉范围为 $20\text{ Hz} \sim 20,000\text{ Hz}$。低于 $20\text{ Hz}$ 为次声波，高于 $20,000\text{ Hz}$ 为超声波。
4. 声波能传递信息与能量。

（三）质点振动图像与机械波波动图像大比拼