分贝单位(分贝单位)

相信很多人都听说过“狮吼功”,一种武术绝技。它利用发声吐气的方法,让敌人瞬间失去战斗力,只靠声音就可以不战而败对方。我们今天要讲的主题,就和这个功夫有关,就是“

相信很多人都听说过“狮吼功”,一种武术绝技。它利用发声吐气的方法,让敌人瞬间失去战斗力,只靠声音就可以不战而败对方。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

我们今天要讲的主题,就和这个功夫有关,就是“声”。

声音的形成和传播

物体振动时会产生声波,声波通过介质(气态、液态、固态)传播到外界。被人和动物的“听觉器官”感知后,形成“声音”。

在大多数人的认知中,声波传播的过程就像“一个波”,类似于此。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

但事实上,并非如此。声波实际上以纵波的形式传播。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

它是一种在“正常压力”下上下波动的“压力波”。

压力波的振幅越大,波长越短,音调越高。我们经常用“赫兹”来测量频率的振幅。我们耳朵的结构可以听到20 Hz到20000Hz之间的频率,但是每个人的听觉底线是不一样的。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

有些人可以听到20 Hz以下和20000Hz以上的声音,但20000Hz以上的声音对我们的健康并不健康。

当你听到2万赫兹以上的声音时,你会感觉到不同的噪音涌入耳朵,从而引起头晕、耳鸣等一系列不适反应。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

所以根据常识,声音变大时,只能是听不见的,不可能有“最大值”,因为能量越大,振动越强,波长越短,声音就会越大。

那么“声音最大是194分贝”这个说法的依据是什么呢?

分贝

在回答之前,我们首先要知道“分贝”的概念。分贝是用来测量声音的单位。它是以发明电话的美国发明家亚历山大·格雷厄姆·贝尔的名字命名的。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

当初声音的单位是“铃”而不是现在的“分贝”,但铃的单位太粗糙,太大,人们无法描述声音的响度,于是定义了一个新的单位“分贝(db)”,全称是“分贝”,在拉丁语中是“十分之一个铃”的意思。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

有了它之后,人们可以更好地描述声音的大小,并把它们分为以下几个程度。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

这里要提一下:对于分贝单位的大小,每增加10分贝,音量就会增加一倍,所以虽然显示的数字很小,但却是完全不同的音量,不要小看194分贝。它包含了大量的能量。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

为什么声音有最大值?

如前所述,声音的传递需要“介质”,因为声波的产生必须依靠“介质分子之间的碰撞”。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

声音的大小是介质在基本状态下压强波动的幅度,即“空气体的压缩和拉伸”。

当声压在低压区达到“真空”的理想状态时,“真空”中没有粒子,所以不能振荡发声。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

此时声波纵波的振荡达到最低点,那么相对于它的最高点就不能再高了。再高一点,就不符合声波“平衡位置附近振动”的形成基础了。

所以声音是有最大值的,是可以计算出来的。当振荡达到最低点true 空时,此时的振幅等于标准大气压(101325帕斯卡)。

振动时,气压的最小压力为0帕斯卡,最大振幅为标准大气压的2倍,即(202650帕斯卡)。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

利用分贝的计算公式:Gp=20×lgP/P0,可以得到此时的声压级为194分贝,所以从理论上讲,在地球标准大气压下,声音不能超过194分贝。

一旦超过最大值,声音会变成什么样?

但是,这并不意味着不会发生意外。当能量足够大时,声音会超过194分贝的极限,但此时的声音不再是声音,而是“冲击波”。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

当声波纵波的振荡达到最低点和最低点,声音无法在空气体中传播时,剩余的能量就不会在空气体中继续振荡,而是压缩空气体,将空气体推开。

它们会逐渐形成一种“超压缩气体”,这种气体会摧毁它们接触到的一切,直到能量耗尽。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

如果人在这种环境下,“超压缩气体”会毫不留情地碾碎我们体内所有的骨骼和器官,它根本无法抵抗这种力量。

超过最大声音的真实例子

人类制造了一个音量超过194分贝的事件,就是二战时发生的广岛原子弹事件。美国在日本投下的这颗原子弹爆炸产生的能量相当于2万吨TNT的能量。

它造成的伤害是人类无法抗拒的。人们不仅受到严重的核辐射,还会受到爆炸和声音造成的“爆炸伤”。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

1883年8月27日,人类历史上最大的火山爆发之一的喀拉喀托火山在自然界爆发。相当于2亿吨TNT炸药的能量瞬间释放,引发了多次地震和海啸,3.6万多人在这场灾难中丧生。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

而且爆炸产生的音量非常大,4800公里外的毛里求斯岛都能清楚听到爆炸的声音。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

甚至有英国船长描述,他们在100多公里外,船上的成员仍然感觉耳膜爆裂。

也就是说,此时的声音很可能已经超过170分贝,100多公里外的声音都达到了170分贝,更不用说爆炸中心了。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

不仅如此,爆炸还产生了强大的“次声波”。在上面,我们提到了人耳可以听到的频率在20 Hz到20000Hz之间。在这些频率之间,称为“可听见的声音”。20000赫兹以上的声音称为“超声波”,20 Hz以下的声音称为“次声波”。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

这里有个小知识:声音的频率会引起共鸣。

在电视上,我们可以看到一些歌手用他们的声音打破玻璃。这是因为声音的频率接近固体的原始频率,引起共振,从而打碎玻璃。

为什么声音会有最大值?如果超过能量极限,声音会变成什么?

“次声”的频率与人体器官的频率非常相似,也就是说,我们身体中的器官在这种环境中待久了,就会与次声产生共振,它们会对我们的身体造成伤害。

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综上所述,在地球正常气压下,声音最高只能达到194分贝。如果超过这个值,声音就不是纯音了,而是“冲击波”。

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