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17.1: 声音前奏曲

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    声音是机械波的一个例子，特别是压力波：声波作为分子的振荡在空气和其他介质中传播。 正常的人类听觉包括从 20 Hz 到 20 kHz 的令人印象深刻的频率范围。 低于 20 Hz 的声音称为次声，而高于 20 kHz 的声音称为超声波。 有些动物，如图 17.1 所示的蝙蝠，可以在超声波范围内听到声音。

    图为一张翅膀宽阔的飞行蝙蝠的照片。
    图\(\PageIndex{1}\)：听觉是一种重要的人类感觉，它可以检测声音的频率，范围介于 20 Hz 和 20 kHz 之间。 但是，其他物种的听觉范围截然不同。 例如，蝙蝠使用超过 20 kHz 的频率在超声波中发出叮当声。 他们可以通过听到这些超声波的回声来探测附近的昆虫。 超声波在多种人类应用中都很重要，包括探测人体、地球和太阳的内部结构。 超声波在工业中也可用于无损检测。 （来源：安杰尔·威廉姆斯对作品的修改）

    Waves 中涵盖的许多概念在声音研究中也有应用。 例如，当声波遇到具有不同波速的两种媒体之间的界面时，就会发生波浪的反射和传输。

    超声波在科学、工程和医学中有许多用途。 超声波用于工程中的无损检测，例如测试金属上涂层的厚度。 在医学上，声波的破坏性远小于X射线，可用于对母亲子宫中的胎儿进行成像，而不会对胎儿或母亲造成危险。 在本章后面，我们将讨论多普勒效应，它可用于确定动脉血液的速度或气象系统中的风速。