17.1: 声音前奏曲
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。
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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。