地震是一种非常可怕的自然灾害,地震发生时会有一个震源,地震波就是以这个震源为中心向四处扩散开来的,就好像是水波一圈一圈地向四周扩散一样。声音的传播和刚才的这个例子有些类似,也是以波的形式在传播,我们把这种波叫做声波。
声源体发生振动会引起四周空气振荡,这种振荡以波的形式传播着,我们把它叫做声波,声波借助各种媒介向四面八方传播。
声音是可听声波的一种特殊情形,比如说,对于人耳的可听声波,当那种阵面波达到人耳位置的时候,人的听觉器官会产生相应的声音感觉。除了空气,水、金属、木头等也都能够传递声波,这些都是声波的良好媒质,但在真空状态中声波就不能传播了。
正弦波是声波中一种最简单的波动形式。优质的音叉振动发出的声音产生的即是正弦声波。正弦声波属于纯音。正弦波是各种复杂声波的基本单元。任何复杂的声波都是由多种正弦波叠加而成的复合波,它们是有别于纯音的复合音。
对于人体来说,外界的声波由耳廓和耳道组成的外耳收集。当声音进人耳朵之后,耳道将普通声音响度提高,使它成为更易理解的语音。与此同时,耳道还充当着耳朵另一个重要部分的“保护者”的角色,这个重要的受保护对象就是鼓膜。鼓膜是一层有弹性的圆形膜,当声波撞击它的时候会产生振动并一直传到中耳。中耳包含了3块很小的骨头,一般情况下,人们称之为锤骨、砧骨和镫骨,医学上叫作听小骨。它们架起了一座从鼓膜到内耳的桥梁。它们将声音提高,加大声音的振动,直到声波通过椭圆窗安全到达内耳。内耳(又称耳蜗),是一个形状和蜗牛外壳比较相似的螺旋管,管内充满着淋巴液。当声波穿过椭圆窗,液体开始运动,使微小的毛细胞也跟着运动。这些毛细胞依此将振动转换成电脉冲,沿着听神经传送到大脑。
人类很早就懂得用声波学原理来解决物质生产中遇到的问题。在蒙古族的牧区中,经常会出现这样的情况:有些母羊生下小羊后,由于一些特殊的原因,无力哺养自己的羊羔。为了不让这些小羊夭折,就必须找到另外一只母羊来代替它哺育羊羔。可是,母羊除了自己亲生的小羊以外,是拒绝给别的小羊喂奶的。每当这种情况发生的时候,牧民就抱着小羊蹲坐在母羊的身旁,一遍又一遍地吟唱着祖辈流传下来的《认奶歌》,不久后,令人不可思议的奇迹就出现了。刚才对小羊极为排斥的母羊慢慢地走到了小羊的面前,并且用舌头轻轻地舔着小羊的头,而这个时候的小羊也不再害怕了,而是轻快地蹦出牧民的怀抱,跑到羊妈妈身旁跪下来吃奶,从此以后,它们就像亲生母子一般相依为命地生活了。这种情况听起来似乎非常神奇,但实际上也是有道理可讲的。在平稳和谐的音乐节奏和真挚舒缓的歌声中,母羊的感情被完全激发起来,所以,发生了拒绝喂奶到主动喂奶的自然变化;相反,如果换成起伏不定光怪陆离的现代舞曲,就不会达到这种效果,甚至可能出现相反的结果。这主要就是由于声波的不同从而对生物体产生了完全不同的刺激、引导和暗示。
在现代科学中,科学家们根据声波学原理解释了很多现象,也解决了很多困扰人们的问题。相信在以后的科学发展中,声波学还将继续帮助人类去探索未知的世界。