声波的特性

声波的特性

该动画通过声波解释了波的最重要特性。

物理

关键词

海浪, 声波, 波浪, 频率, 振幅, fázis, 机械波, 波长, 声音, 赫兹, 电磁波, 声速, 墙波, 振动, 简谐运动, 传播速度, 春天, 超声波, 亚声, 声音强度, 周期性, 状态, 物理, 力学

相关附加项

问题

  • 我们喊的声音越响亮,声音传播的越远,对吗?
  • 波速取决于频率,对吗?
  • 频率的单位是什么?
  • 什么描述了一秒内的振动次数?
  • 频率和波长之间是什么关系?
  • 频率和幅度之间是什么关系?
  • 幅度的单位是什么?
  • 声音在哪里传播的速度更快:在水里还是在空气中?
  • 频率和波速之间的关系是什么?
  • 声音在15°度的空气中传播的速度有多快?
  • 什么是超声?
  • 位于同相内的两个振动的质点之间的相位差是多少?
  • 在气体中传播的声波始终是纵波,对吗?
  • 什么是波前?
  • 在海平面上,在空气中传播的20,000赫兹的声波的波长是多少?(波速 = 频率* 波长)

场景

波的产生

  • 波前 - 由在相同相位振动的质点构成的一个平面。
  • 波长(λ) - 两个连续波前之间的距离。它的符号是λ(拉姆达)。实际上,大多数人可听到的声音波长在16毫米至16米之间,其波速约为 340米/秒。
  • 质点 - 质点振动。
  • 波速 - 介质本身的特性;它不等于质点的速度。
  • 频率 - 它是每秒钟的振动次数。
  • 波幅 - 振动参数之一的最大值。以声音为例,其幅度通常等同于气压或位移的最大值。幅度直接关系到一种声音的强度:幅度越大,声音越响亮。它与声音的频率和速度无关。
  • 波幅
  • 扬声器 - 扬声器发出纵向声波。声音与其他波一样,以波长,频率,波速和波幅为特征。

波的产生

是通过一种介质传播的一种扰动。根据介质的特性和扰动的来源,波可能是多种多样的

波的最简单的类型是通过各种气体传播的机械波,例如通过空气传播的声波声音的来源使空气分子开始运动。然后已经振动的分子使周围的分子也开始发生振动。这个过程重复发生,振动就是这样传播的。

如果质点的运动方向平行于波的传播方向,那么这就是纵波。在空气中,声音始终作为纵波来传播。空气是压缩的,稀薄的,因此形成了波前。波前之间的距离被称为波长。如果声音的波速增大,其波长也会增大。

波速

  • 波前 - 由在相同相位振动的质点构成的一个平面。
  • 波长(λ) - 两个连续波前之间的距离。它的符号是λ(拉姆达)。实际上,大多数人可听到的声音波长在16毫米至16米之间,其波速约为 340米/秒。
  • 质点 - 质点振动。
  • 波速 - 介质本身的特性;它不等于质点的速度。
  • 频率 - 它是每秒钟的振动次数。
  • 波幅 - 振动参数之一的最大值。以声音为例,其幅度通常等同于气压或位移的最大值。幅度直接关系到一种声音的强度:幅度越大,声音越响亮。它与声音的频率和速度无关。
  • 波幅
  • 扬声器 - 扬声器发出纵向声波。声音与其他波一样,以波长,频率,波速和波幅为特征。

波速

波速是指波前在一种介质中传播的速度。这不等于质点本身的运动速度。

波速主要取决于介质的质量。 但是,还有其他因素,例如介质的温度

空气中,0°C时的声速约为1,200公里/小时。 然而,在-57°C时,它只有约1060公里/小时。
在一个坚实的媒介中,声音的速度可能远远高于这个速度。

频率

  • 波前 - 由在相同相位振动的质点构成的一个平面。
  • 波长(λ) - 两个连续波前之间的距离。它的符号是λ(拉姆达)。实际上,大多数人可听到的声音波长在16毫米至16米之间,其波速约为 340米/秒。
  • 质点 - 质点振动。
  • 波速 - 介质本身的特性;它不等于质点的速度。
  • 频率 - 它是每秒钟的振动次数。
  • 波幅 - 振动参数之一的最大值。以声音为例,其幅度通常等同于气压或位移的最大值。幅度直接关系到一种声音的强度:幅度越大,声音越响亮。它与声音的频率和速度无关。
  • 波幅
  • 扬声器 - 扬声器发出纵向声波。声音与其他波一样,以波长,频率,波速和波幅为特征。

频率

在一秒内到达观测仪的波前的数量被称为频率

以声波为例,频率越高,我们感知的声音的音高就更高。更低沉的声音频率更低

衡量频率的标准单位赫兹(简写为Hz)。例如如果我们感知的声音是1000赫兹,这就意味着一内有1000个波前传到我们的耳朵。

波速越快,波长越短,波的频率就越高。

这三个参数之间的关系可用以下公式来描述:

c = f * λ

(其中c是波速,f是频率,λ是波长)。

人耳能察觉的声波的频率是20 赫兹20,000赫兹之间频率于20赫兹的非常低沉的声音被称为次声。

举例来说,大象用次声来交流。频率
20,000赫兹的声音叫做超声蝙蝠海豚用超声来定向。

波幅

  • 波前 - 由在相同相位振动的质点构成的一个平面。
  • 波长(λ) - 两个连续波前之间的距离。它的符号是λ(拉姆达)。实际上,大多数人可听到的声音波长在16毫米至16米之间,其波速约为 340米/秒。
  • 质点 - 质点振动。
  • 波速 - 介质本身的特性;它不等于质点的速度。
  • 频率 - 它是每秒钟的振动次数。
  • 波幅 - 振动参数之一的最大值。以声音为例,其幅度通常等同于气压或位移的最大值。幅度直接关系到一种声音的强度:幅度越大,声音越响亮。它与声音的频率和速度无关。
  • 波幅
  • 扬声器 - 扬声器发出纵向声波。声音与其他波一样,以波长,频率,波速和波幅为特征。

波幅

感知的声强不取决于频率传播速度。这是由振决定的,也就是给定位置的介质的质点最大位移

非机械波为例,波幅不能被理解为最大位移,它指的是另一个参数的最大值。以电磁波为例,波幅可以理解为最大场强或最大电压

如果波前形成了一条直线或一个平面,在传播的过程中,振幅就不会增大。不过一般来说,波前是球形的,所以波所携带的能量会在空间的较大面积内分布,随着它远离扰动的来源,波幅就会减小

相位

  • 波的相位 - 位于同相位的两个振动的质点之间的相位差为0度,位于逆相位的两个振动质点之间的相位差为180度。

相位

由于振动是一个循环过程,因此,在一个周期内的一个质点的当前位置可呈0至360度角。一个质点平衡位置的位移取决于其当前相位

同相的质点始终在相同的方向上运动,所以它们之间的相位差为0。如果振动的质点之间的相位差是180度,那么质点始终在相反的方向上运动(它们位于逆相位)。如果相位差为90度,那么质点处于转象相差

旁白

波的产生

是通过一种介质传播的一种扰动。根据介质的特性和扰动的来源,波可能是多种多样的

波的最简单的类型是通过各种气体传播的机械波,例如通过空气传播的声波声音的来源使空气分子开始运动。然后已经振动的分子使周围的分子也开始发生振动。这个过程重复发生,振动就是这样传播的。

如果质点的运动方向平行于波的传播方向,那么这就是纵波。在空气中,声音始终作为纵波来传播。空气是压缩的,稀薄的,因此形成了波前。波前之间的距离被称为波长。如果声音的波速增大,其波长也会增大。

波速

波速是指波前在一种介质中传播的速度。这不等于质点本身的运动速度。

波速主要取决于介质的质量。 但是,还有其他因素,例如介质的温度

空气中,0°C时的声速约为1,200公里/小时。 然而,在-57°C时,它只有约1060公里/小时。
在一个坚实的媒介中,声音的速度可能远远高于这个速度。

频率

在一秒内到达观测仪的波前的数量被称为频率

以声波为例,频率越高,我们感知的声音的音高就更高。更低沉的声音频率更低

衡量频率的标准单位赫兹(简写为Hz)。例如如果我们感知的声音是1000赫兹,这就意味着一内有1000个波前传到我们的耳朵。

波速越快,波长越短,波的频率就越高。

人耳能察觉的声波的频率是20 赫兹20,000赫兹之间频率于20赫兹的非常低沉的声音被称为次声。频率于20,000赫兹的声音叫做超声蝙蝠海豚用超声来定向。

波幅

感知的声强不取决于频率传播速度。这是由振决定的,也就是给定位置的介质的质点最大位移

非机械波为例,波幅不能被理解为最大位移,它指的是另一个参数的最大值。以电磁波为例,波幅可以理解为最大场强或最大电压

如果波前形成了一条直线或一个平面,在传播的过程中,振幅就不会增大。不过一般来说,波前是球形的,所以波所携带的能量会在空间的较大面积内分布,随着它远离扰动的来源,波幅就会减小

相位

由于振动是一个循环过程,因此,在一个周期内的一个质点的当前位置可呈0至360度角。一个质点从平衡位置的位移取决于其当前相位

同相的质点始终在相同的方向上运动,所以它们之间的相位差为0。如果振动的质点之间的相位差是180度,那么质点始终在相反的方向上运动(它们位于逆相位)。如果相位差为90度,那么质点处于转象相差

相关附加项

声音的生成

发声时,声带被肺呼出的气体振动。

简谐运动和匀速圆周运动

简谐运动可以视为匀速圆周运动的一维投影。

它是如何工作的? - 扬声器

扬声器的声波是通过电磁感应产生的。

海啸

海啸波是有着巨大破坏力的极高海浪。

地震

地震是最具破坏性的自然现象之一。

协和式飞机(1969)

1976年开始服役的第一架超音速客机。

TGV POS列车

这趟列车在巴黎和德国南部之间运行,它的巡航速度可达每小时320公里。

波的类型

波在我们生活的很多方面起着极为重要的作用。

多普勒效应

作为一个众所周知的现象就是接近声源的声音高于远离声源的声音。

通过敲击膜发声的乐器。鼓有许多类型。

吉他

吉他是一种可以有各种形状的弹拨乐器。

月球雷达实验(佐尔坦·鲍依,1946年)

一位匈在1946年第一次探测到月球雷达回波的牙利科学家。

它是如何工作的? - 声纳

本动画演示了声纳的工作原理。

B-2幽灵轰炸机(美国,1989)

B-2幽灵式重型隐形轰炸机曾用于巴尔干战争、阿富汗和伊拉克。

Gravitational waves (LIGO)

Massive accelerating or orbiting bodies cause ripples in...

小菊头蝠

蝙蝠用超声波导航和搜寻猎物。

常见的宽吻海豚

宽吻海豚海豚是海洋哺乳类动物,它们使用超声波进行定位。

非洲象

地球上最大的陆地哺乳动物。

电铃

通过电磁铁运转的机械铃。

耳朵和听力机制

耳朵将空气的振动转换成电信号,然后由大脑处理。

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