随着智能手机的普及,耳机已经成为现代人不可或缺的数码设备。我们在乘坐地铁或者公交车的时候,会发现大部分人都戴着耳机,尤其是现在的无线耳机还具有降噪功能,可以有效屏蔽周围的声音,让人仍然能够沉浸在自己的《音乐世界》。
但是很多医生指出,长时间佩戴耳机会导致听力下降,尤其是耳机音量大的时候,超过一个小时听力就会受到影响。除了耳机里的声音,在的生活中其实还有各种各样的声音,无论是静谧的夏夜池塘边的青蛙鸣叫,还是楼下小贩的叫卖声,都增添了到我们的生活。很多烟花。那么,这个世界最大的声音有多大呢?
经过研究和测试,科学家们发现目前最大的声音是194分贝,这是地球空气中声音的极限。如果超过194分贝,声音会是什么样子?如果那种声音被人类听到,会发生什么可怕的事情呢?
是什么声音?
声音其实就是物体振动产生的声波。它需要依靠介质传播,如空气、固体和液体等。。一种波动现象,所以声音实际上是声波通过各种介质传播的运动。
不过,我们人耳所能识别的声音频率是在20赫兹到20000赫兹之间,我们常把这类声音称为声音。至于我们的耳朵听不到的,比如超声波和次声波,通常都不叫声音。
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在物理学中,发出声音的物体一般称为声源,这种物体每秒振动的次数称为频率。中间的声音对触摸最敏感。声音在不同介质中的传播速度也是不同的,一般来说,在固体中大于液体,而的最慢传播介质是气体,在另外介质的温度也影响声音的传播速度。
没有媒介,声音就无法传播。比如太空中的环境几乎是完全真空的,所以如果我们用地球上的通讯方式与飞船上的宇航员建立通讯是行不通的。换句话说,即使人类创造了一个巨大的“扬声器”,在太空中播放音乐,也不会有声音。
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声速在0℃空气中为331米/秒,在25℃海水中可达1531米/秒,在铁棒中可达5200米/秒。
声音也可以称为压力波。当人们弹奏乐器、拍门或敲桌面时,它们的振动会引起介质——空气分子有节奏地振动,使周围的空气更致密变化,形成致密交替的纵波,从而产生声波,而这现象将一直持续到振动消失。
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振幅和频率是描述声音的两个重要单位,也是最容易混淆的单位。频率的大小对应于音调,振幅的大小对应于响度。音高不等于响度,就像我们在听合唱团唱歌时,不是所谓的男高音“音量”会显得更大。
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声音的大小其实是我们的主观感受。比如老师讲重点的时候,音量会有明显的变化。就是提醒大家全神贯注于。音量由人与声源的距离和振幅决定。比如在酒吧里站在音响旁边,肯定会有“震耳欲聋”的感觉。虽然出去之后你会觉得声音还是很大,但是不会再有那种极端的感觉了。
声音的上限是194分贝
在介绍为什么声音的上限是194分贝之前,我们先要了解一下分贝的单位。使困惑。分贝这个词是以苏格兰发明家亚历山大·格雷厄姆·贝尔的名字命名的。这个单位(dB)不仅是声压级的单位,还可以用来表示功率量与场量的比值。
1分贝是我们耳朵刚好能听到的声音,我们耳语时的音量大约是30分贝。飞机起飞时的巨大轰鸣声约为120分贝,过年时燃放烟花的声音可达150分贝。另外,分贝单位每增加10dB,音量强度就会增加一倍。
对于声音来说,分贝其实就是“压力”,而不是能量。分贝的定义是L=20log(10)(p/pref),其中pref为20微帕。考虑到空气不是被无限压缩的,分贝值在物理学上也有上限。
所以我们说的声音上限是194分贝,这实际上是标准大气压下存在的最大声音。
达到这个分贝的声波振幅非常大,其低压部分处于真空状态。那么为什么声音的上限是194分贝呢?因为我们上面说了空气不是可以无限压缩的。在更高的压力下,空气不能再以气体的形式存在,而是以固体的形式存在。
不过,肯定有人会疑惑,声音不也是在固体介质中传播的吗?为什么“固体空气”不能传声?声音确实可以在固体中传播,但这种机械波是人耳无法直接听到的。注意前置条件的限制。所以地球上没有超过194分贝的声音。
像这样的海洋霸主抹香鲸的声音可以高达230分贝,这个230分贝是根据空气增压的强弱计算的,海水的密度是比空气大很多,所以改成Underwater只有174分贝左右。如果我们把人类放在抹香鲸身边,那么抹香鲸发出声音的那一刻,人体的骨头可能就会碎裂。这就是声波的“能量”。
超过能量极限
当声音超过能量极限,也就是194分贝的音阶,就会变成冲击波。
当声音达到195分贝时,能量无法在空气中传播,将空气向外推,在中心区域形成真空。高于194分贝的数字越高,真空泡到达的距离越远,影响越大,在快速扩大的半球向外扩散。“冲击波”其实是“超压缩气体”空气经过无限压缩后形成。它被压成一把“镰刀”,而这把镰刀会随着扩散而不断膨胀,消灭沿途存在的所有物体。
人体若是接触到这种冲击波,绝对会被震碎。毫不夸张的说,如果的能量足够大,人体可以瞬间被消灭,这大概就是所谓的“体质过剩”。据计算,当声音的音量达到300分贝时,所释放的能量相当于4亿颗核弹同时爆炸,于是形成了“巨大声波”从体积上看其实和核弹没有区别。唯一不同的是,核弹有辐射,而声波的冲击波不辐射。
不过,科学家们表示,虽然地球表面的最大声音是194分贝,但宇宙中可能还有更响亮的声音。从理论上讲,只要大气层的密度越高,压力波的振幅范围就会越大。因此,假设宇宙中存在这样一个地方,那里的体积应该更加惊人。值得一提的是幸好宇宙是真空的,声音是没有办法在里面传播的,不然我们可能会“吵死”。
毕竟宇宙中所有运动的物体其实都会发出声音,只是这种声音被真空罩自动屏蔽掉了。如果没有真空罩,我们将永远被地球上的宇宙噪音所困扰。的音量约为100分贝。
地球上出现过的最响亮的声音在记录的数据中,地球上出现过的最响亮的声音是火山喷发的。1883年印度尼西亚巽他海峡的喀拉喀托火山爆发,在距离5000公里的地方都能听到的声音.
整个岛屿在强大的声波中被彻底摧毁,爆炸产生的次声波可以绕地球三圈以上。音波带来的巨大能量虽然没有我们上面描述的“高密度音波界”那么可怕,但还是掀起了滔天巨浪。火山爆发引发的海啸造成36417人死亡,全球平均气温下降0.6℃。
我们知道,当进入耳朵的声音分贝值高于150时,会对我们的听力造成不可逆的伤害。据计算,当时距离火山100英里的声音依然高达172分贝,和我们说的抹香鲸发出的声音几乎一样多于。在这种情况下,人类不仅会失聪,还可能被“电死”。距离声源约500公里处,混凝土墙也被声震碎。
可见,当声音达到一定强度时,就真的变成了“杀手锏”,这种远距离的传播让人避无可避。幸好宇宙环境是真空的,不然,频繁的星体碰撞发出的声音,估计能让地球上近一半的人瞬间失聪,实在是太可怕了。
听不见的声音我们人耳能听到的声音其实是非常有限的。动物界有些动物的听觉比我们还灵敏,比如狗和蝙蝠,他们可以听到高达160,000赫兹的超声波,所以他们对声音的敏感度其实比人类强很多人类。这就是为什么即使小偷偷偷溜进来偷东西,睡在客厅里的狗也能听到。
值得一提的是,波长很短的超声波,虽然不能被我们的耳朵捕捉到,但可以用于医疗和工业领域,甚至在我们的生活中。比如就是用超声波洁牙,可以有效去除牙垢。也就是说,在工业上,会生产超声波液位计和超声波流量计。
简而言之,超声波和次声波在我们的生活中都有用到。虽然我们听不到他们的声音,也不能把他们定义为“声音”,但还是要表达对他们付出的肯定。
结语
说到这里,相信大家对声音的上限为什么是194分贝有了一个大致的了解,也知道当能量超过极限时,看似无害的声音就会变成压扁一切的冲击波威力堪比核弹。
可见,武侠小说中描述的“狮吼功”,能震人,能杀人,其实是有科学依据的,但现实中,恐怕没有这种里面描述的武林高手。这么大的声音,就算她能做到,作为声音的来源,她说不定会先被自己的声音给震晕!
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