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零分贝、负分贝是怎么回事?

2012-09-17 10:10来源: 互联网 编辑:中国聋人网   点击:
声音的产生

  声音是由物体的振动产生的,振动发声的物体叫声源。随着声源的不断振动,在传声介质中形成了疏密相间的波动,向远处传播,这种波动叫做声波。声波传入人耳时,鼓膜发生振动,人就听到了声音。如果声源的振动停止了,就没有声音了。例如,停止敲钟后,大钟仍然余音未绝两分钟,表明在敲后的两分钟内大钟还在振动,两分钟后大钟停止振动了,就没有声音了。又例如,用小锤猛敲一下音叉,可以听到叉音绵绵,表明在敲后的一段时间内音叉还在振动。当你用手握住音叉时,音叉的振动停止,声音就立即消失了。

  声音的频率

  声音是由物体的振动产生的,振动有快慢。我们用频率来表示声源振动的快慢,频率的单位是Hz。物体没有振动发声时就是0Hz。20Hz表示声源每秒钟振动20次。人耳通常能听到的声音范围是20Hz-20000Hz。低于20Hz的声音叫做次声波,高于20000Hz的声音叫做超声波,它们都是弦外之音,正常人是听不到的。例如,人凭听觉能够发觉飞行的蜜蜂,却不能够发觉飞行的蝴蝶。这是因为蜜蜂每秒振翅三四百次,发出可听声,人耳能听见。蝴蝶每秒振翅五六次,发出次声波,人耳听不见。

  声音的响度

  声音的强弱叫做响度。声源离开平衡位置的最大距离叫做振幅。声源的振幅越大,响度越大。所谓响鼓还须重锤敲,就是用加大振幅的方法增大响度的。如雷贯耳、震耳欲聋都形容声源的振幅越大,响度越大。让人感到痛苦的声音响度是120dB。南非球迷有一种喇叭能发出高达130dB的声音,相当于喷气式飞机发出的声音。低声细语,莺歌燕舞表示声源的振幅越小,响度越小。声音的响度还跟离开声源的距离有关,距离越远,响度越小。

  响度的单位是分贝,符号dB。人耳刚刚能听到的声音为0dB。例如,一根针掉地上的声音就是0dB,在极其安静的房间里,可以做做这个实验,听听0dB的声音有多大。又例如,3米外一只蚊子飞的声音就是0dB,可能听不到,因为周围环境太吵了。

  所以,0Hz是指声音的频率,0dB是指声音响度,0dB时物体在振动发声,是有声音的。0Hz时物体没有振动发声,是没有声音的,两者不一样。

  负分贝

  声音的响度为何会有负分贝呢?因为声音的响度太小了。响度小有三个原因,声源的振幅小,听者离声源的距离远,声音在传播途中能量损失较大。可是响度再小,应该小到零就行了,为什么还有负数呢?的确,开始人们表示声音的强弱时是没有负数的。

  开始时,用声强表示声音的强弱。声波传入人耳,压迫我们的耳鼓膜振动,然后就能感觉出声音有多“响”了。所以,声波对耳朵鼓膜有压力作用。这种压力的作用效果的强弱就用声强表示。声强的单位是帕斯卡,符号为Pa。没有声音就是0Pa。人耳刚刚能听到的声音为2×10-5Pa。10米外开过的汽车声音是0.2Pa,运动会上1米处发令枪响声是7000Pa。枪声是汽车声的3500倍!这与我们耳朵的感觉相差太大。所以,用帕做声强的单位不合适。

  后来,人们规定声音的强弱叫做响度,响度的单位是分贝。声音的能量越大,声强越大,响度越大。汽车声音0.2Pa,对应为80dB,发令枪声7000Pa,对应为171dB。这样,发令枪的声音就大约是汽车声的两倍了,这比较符合人的听觉感受。帕转换为分贝要用到数学中的对数知识。声强为2×10-5Pa,对应的响度为0dB,很多人听不到这样弱的声音。人听到的最小声音在25dB以下,都属于正常听力。

  声强小于2×10-5Pa的声音响度的都为负分贝数了。就像开尔文温标转化为摄氏温标一样,开尔文温标没有负数,摄氏温标就有负数了。例如,冬天哈尔滨室外温度-37℃,这个负数温度也是有温度的,只是温度低而已。有些人能够听到-10dB的声音呢!人耳就是天生的分贝转换器。潜水艇上的听音器可以听到水下100m外的一只虾吃食物的声音为-80dB,20英里外一个人的说话声为-30dB。所以,负分贝的声音是人耳听不到的,但是,它是客观存在的。

  次声波和超声波的响度

  次声波和超声波是人耳听不见的,它们没有响度吗?不是的,只要是声波都有响度。人耳虽然听不到,但是,对于一些动物,超声波和次声波就是正常声音了。例如:大象能够听到150dB的次声波,蝙蝠能够听到400dB的超声波。超声波声波会损害人体细胞,造成细胞爆裂,次声波是和物体发生共振,振坏耳膜和组织器官。蝙蝠既能听到超声波也能够发射超声波,地震产生次声波,原子弹爆炸发出次声波、超声波,还有可听声。
作者:中国聋人网
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