摘 要:人類會遇到很多聽不見的聲音,并不是所有聽不見聲音都是因為聽覺障礙。從物理學(xué)的角度分析聽不見聲音的現(xiàn)象以及聽不見聲音的原因,并提到人類針對聽不見聲音而提出的科學(xué)措施。
關(guān)鍵詞:聽不見;聲音;物理學(xué)
一、引言
海倫·凱勒,在一個無聲的世界中完成了偉大的巨作《假如給我三天光明》;貝多芬在雙耳變聾時候,創(chuàng)造了偉大的《月光曲》;愛迪生在實驗室導(dǎo)致雙耳失聰,卻完成了偉大的發(fā)明。但是在一個充滿聲音的世界中,假若聽不見,生活將變得非常不便?,F(xiàn)實生活中,“聽不見”意味著“聾子”,聽不見聲音意味著人們的聽覺出現(xiàn)問題??墒鞘聦嵅⒉皇沁@樣的,很多人的聽覺器官都正常,但是現(xiàn)實中的一些聲音卻無法聽清楚,這是什么原因呢?著名物理學(xué)家丁澤爾曾經(jīng)說過“在現(xiàn)實生活中,很多人連小麻雀的叫聲都無法聽清楚”,很多普通老百姓會直接認定這些人聽力有問題。
人類聽不見的聲音,不僅是因為聲源振動的頻率,而且因為響度以及真空。從聲源振動頻率上看,地震是地球上某個部位發(fā)生的劇烈運動,但是當(dāng)發(fā)生地震的時候,人們很多時候聽不到這種振動的聲音,這就是因為地震的時候聲音的振動頻率低于20HZ。在生活中,經(jīng)常會有一些聲音,正常人是聽不到,但是一些動物,例如貓、狗卻可以聽到,這也是聲音頻率的問題影響。在生活中,很多人會問到“為什么我們能夠聽到蜜蜂嗡嗡的聲音,卻無法聽到蝴蝶翅膀扇動的聲音。這是因為蝴蝶翅膀扇動的頻率比較緩慢,發(fā)出的聲音頻率比較低,屬于次聲波,所以我們很難聽。就像夏季的時候,南方經(jīng)常有臺風(fēng)出現(xiàn),但是我們無法聽到颶風(fēng)產(chǎn)生的次聲波。不過一些動物能夠聽到這些聲音,因此在地震、海嘯等自然災(zāi)害準備發(fā)生的時候,一些動物已經(jīng)聽到相應(yīng)的聲音,因此早早做好準備工作。
二、聽不見聲音的原因
驚天動地,震耳欲聾,可以形容炮彈的聲音。當(dāng)我們在電視中看到各種戰(zhàn)爭紀錄片,槍林彈雨的場面總是伴隨著刺耳的炮彈聲。但是儒勒·凡爾納的炮彈向月球飛去的時候,他們沒聽到這門大炮把他們從炮口里射出時的聲音。這種現(xiàn)象讓常人不可理解,可是從物理學(xué)的角度看,它又是合情合理的。炮聲不管有多強,它的傳播速度為340m/s,而炮彈的前進速度達到11000m/s,因此炮彈一直在聲音的前面,因此放炮的時候聲音始終無法到達人們的耳鼓,這樣就出現(xiàn)了所謂的聽不見的聲音。人類的聽覺有一定的規(guī)律,并不是所有的聲音都能夠聽見,身邊發(fā)生的振動,很多時候我們都無法聽清楚。人類能夠聽見的振動頻率是有一定幅度的,過慢與過快的頻率,我們都難以聽清楚。從物理學(xué)的角度看,假若生活中某個物體一秒鐘振動的次數(shù)小于16次,這樣的聲音我們一般很難聽到。那是不是振動的次數(shù)越多就越能聽清楚呢?答案是否定的,假如一秒鐘振動的次數(shù)達到15000~22000之間,我們也是很難聽清楚的。當(dāng)然,人類可以聽到的音調(diào)的最高界限也是因人而異,其中老人家的最高界限甚至低到振動6000次,而年輕人又會不一樣。為了進一步了解聽不見聲音的科學(xué)道理,我們對身邊的一些人進行了實地的調(diào)查。實驗中,我們借助電腦音響播放了一些刺耳的高音,然后讓10個人在隔壁接受實驗調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn),有3個人是聽不到這種刺耳的高音,有5個人是聽清楚刺耳的高音,有兩個人是聽到比較模糊的聲音。但是根據(jù)這十個人提供的醫(yī)院證明,他們的聽力是非常正常。
當(dāng)然,出現(xiàn)聽不見的聲音,還有人類的耳朵聽覺問題。現(xiàn)實中很多人的聽覺由于先天后天的原因,出現(xiàn)聽覺遲鈍等現(xiàn)象。在高考體檢的時候,很多學(xué)生就被檢查出有聽覺遲鈍的現(xiàn)象。很多時候,發(fā)出同樣的聲音,在同樣的距離下,有人聽得非常清楚,有人卻無法聽清楚。另外,對于同樣聽力正常的人來說,假如發(fā)聲體的響度太小,大家都是無法聽到。我們在課堂上課的時候,經(jīng)常有同學(xué)提到“老師聲音能大點嗎?我們后面聽不見”。也有老師在提問的時候,會提醒學(xué)生“大家回答問題聲音大一點,不然聽不見。”聽不見的聲音,更多時候會出現(xiàn)在老年人身上。隨著人類年齡的增長,人的聽覺器官也逐步受損,老年人聽力會有較多的障礙,經(jīng)常會遇到一些老人家在接電話的時候“麻煩你大聲一點,我耳背”。
聽不見的聲音還有一種原因,就是聲音在真空中傳播也是無法聽到。因為聲音是靠介質(zhì)來傳播的,而真空中沒有可以讓聲音傳播的介質(zhì),所以聲音就不能在真空中傳播。日常生活中,我們能夠聽到各種聲音,是因為我們生活的空間有空氣、固體及液體等,具備了聲音傳播的介質(zhì)。我們也通過實驗的方法驗證了這個說法。將一個鬧鐘調(diào)好時間放在一個大的玻璃瓶里面,過一段時間,我們能夠聽到鬧鐘響的聲音。當(dāng)我們將玻璃杯的空氣抽掉的時候,在調(diào)好鬧鐘,發(fā)現(xiàn)到時間鬧鐘不會響了。為了排除實驗各種因素的干擾,在做實驗前已經(jīng)對鬧鐘進行了檢查,鬧鐘是正常的。之前,天津爆炸的事情轟動全國,很多附近的居民都說當(dāng)天聲音很響亮,從未聽過如此巨大的聲音。但是宇宙星球的爆炸,為什么我們卻無法感受到?很多人提到那是因為距離太遠,我們無法聽清楚,其實真正的原因是宇宙空間是真空的,沒有傳播聲音的介質(zhì),因此不管宇宙發(fā)生多大巨響,都無法聽清楚。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類航天事業(yè)的進步非常大,2005年中國也成功進入了太空,宇航員楊利偉就提到了這趟“太空游”的感受。他跟很多青少年分享了太空無法像地球一樣可以聽到各種聲音,他在神舟五號只聽到了“神秘的敲擊聲”。根據(jù)聲音在真空中無法傳播的原因,人類設(shè)計了各種隔音玻璃、隔音門窗。例如在廣州白云機場附近居住的居民,在機場剛建立的時候都倍感煎熬,因為飛機起飛降落的聲音太大,嚴重影響他們的正常生活,但是后來挨家挨戶裝上了隔音玻璃或者隔音門窗后,聲音的干擾就小了很多。這種隔音玻璃的原理也是根據(jù)真空設(shè)計。
三、人類應(yīng)對聽不見的聲音舉措
總的來說,我們聽不見一些聲音,不僅是因為聲音的大小問題或者人類聽覺器官問題,還可能是聲音的振動頻率以及真空的問題。人類是非常聰明的,當(dāng)因為聲音太小聽不見的時候,我們發(fā)明了擴音器。當(dāng)因為聽覺不好聽不到時候,我們發(fā)明了助聽器。當(dāng)我們因為在真空中無法聽到聲音的時候,我們創(chuàng)造了各種聲音的媒介。超聲波,是一種頻率大于20000的聲波,由于它的方向性比較強,具有較強的穿透能力,因此在現(xiàn)實中應(yīng)用于碎石、殺菌消毒,醫(yī)學(xué)上的超聲波檢測已經(jīng)是老百姓非常熟悉的技術(shù)。而次聲波是指頻率少于20的聲波。人類通過耳朵無法聽到孕婦胎兒的一些聲音,但是通過相關(guān)的超聲波技術(shù)能夠清晰聽到。相信隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,人類的航天技術(shù)會突飛猛進,在不久的將來,我們能夠聽到來自太空的各種聲音,青少年能夠有機會與“外星人”進行對話。
總的來說,人類聽不見的聲音原因有聲音的振動頻率,聲音在真空中無法傳播以及聲音的響度等。聽不見的聲音,并不代表人類聽覺有問題,而更多時候是一種物理現(xiàn)象。
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作者簡介:楊潤(2001—),女,湖南省洞口縣第一中學(xué)469班,高二學(xué)生。endprint