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声波的频率在沿着重力线传播过程是变化着的
[楼主] 作者:541218  发表时间:2015/09/22 02:25
点击:8次

电子气体在流动。速度即电讯号的速度就是电子气体中的声速。

电子气体的流动速度与电讯号速度不是一回事儿,就好比气体的流动速度与气体中的声速不是一回事儿一样。所以高频电信号在导线中传递很快,而低频电流尤其是直流电流都有一个暂态过程。所谓暂态过程 就是电流从无穷小到特定值的渐增过程这是关于时间的一个指数函数。哪怕是在超导体传输电流也需要经历一个暂态过程。这与 气流 水流的暂态过程相似。

对于直线型电路越是高频低强度的电信号暂态过程越短,高强度的稳恒电流的暂态过程最明显。 可以建立微分方程来精辟讨论。所谓高频低强度的电讯号其实就是电子气体中传播着的“声波”。就好比 气体中传播着的声波比气体的流速快得多。气体中的行波其实也就是一种脉冲气流。抖动绳子使其产生横波,这属于行波,而摇动绳子所产生的横波属于驻波;之所以在日常生活中 人们借助抖动绳子使其逐步地由甲地转移到乙地或从低处转移到高处(如 树上或屋顶),就是因为 抖动绳子所产生的横波属于行波 而行波 就是一种脉冲流。无论是 横波还是纵波只要是属于行波,那就属于脉冲流,如属于电子气体中的纵行波则属于一种交变电流,对于气体 液体中的纵行波则属于脉冲流,无论是脉冲流还是稳定流都属于流动即属于 流体的一种转移形式。

所以在流体中传递纵行声波就是在定向转移流体物质,若是在势场如重力场中沿着重力线传递单向纵行波不仅仅是在转移流体介质,也是在转移(介质)势能,也就是说 声波 不仅具有动能同时还具有势能,也就是说 声波的能量包括两种成分 即动能与 势能,而声波所携带的动能与势能是可以互相转化的, 但并不是严格守恒的,但对于液体不具有明显的压缩性其声波的动能与势能之和基本是保持常数,但对于气体具有明显的压缩性,其动能与势能必须再加当地气体所拥有的焓才会严格保持一个常数。同时大家熟知 声波的动能关联其频率,故而声波的频率在沿着重力线传播过程是变化着的。

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 [2楼]  作者:zhuyh123456  发表时间: 2015/09/22 15:25 

准确的说,声速是和传播介质的密度等因素有关。如果介质密度等因素受到重力影响,导致介质特性在沿重力方向上出现不均匀性的话,声速传播行为当然受到影响。“温度引力梯度论”也如此。
[楼主]  [3楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/22 19:59 

对【2楼】说:

其实 是这样的,因为理想气体中的声速与密度无关 但与其当地温度有关,因为 在重力场中 理想气体柱内存在着沿重力线的温度梯度,所以 自然地也就存在着声速梯度。

引力所导致理想气体内存在着温度梯度也与其密度无关 但与其分子量以及力场强度都成正比与其等压热容成反比。 

关于这种声速梯度”  只有沈建其对此坚信不疑 即能够透彻理解。 

[楼主]  [4楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/23 15:53 

飞机声音的频率在抵达地面时 频率会增高,你知道么
也就是说 不仅 光具有引力频移现象 声音也不例外 也有引力频移现象
[楼主]  [5楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/23 15:53 

飞机声音的频率在抵达地面时 频率会增高,你知道么
也就是说 不仅 光具有引力频移现象 声音也不例外 也有引力频移现象
 [6楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/23 16:26 

头顶上水平运动的、垂直运动的飞机发出的声音在地面产生多普勒频移,这不是引力频移。稳定在大气中的直升机发出的声音不会产生频移。直升机上的单频率声音到达地面的频率也不会改变。音速改变不意味着频率改变。频率是单位时间的次数,速度加快不能改变单位时间的次数。
[楼主]  [7楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/23 16:55 

对【6楼】说:
普霖老弟,声音的能量正比其频率,声速增大,其能量也增大,其频率必然增大,声音的波长是恒定的
 [8楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/23 17:11 

一个吊在高处的喇叭向地面发出1千赫的音频,不管它距离地面多高,到达地面的频率还是1千赫,和重力无关。那么一个小时喇叭发出3600000个音频,地面上在一个小时之内也接收到3600000个声波。

对于不同的介质密度、温度,声速是可变的,波长也是可变的,但频率绝对不变。
[楼主]  [9楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/23 18:49 

对【8楼】说:
潜水员 在深水处 压强很大,就用惰性气体(氦气)平衡压强,结果由氦气传递水下男士的声音就像孩子的声音,说明声音频率变高了
 [10楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/23 22:14 

那是耳蜗内外压力变化导致人的听觉曲线产生了变化引起的主观感觉,是听觉器官的灵敏点产生了漂移,谁也没有使用频率计测试耳朵处声音振动频率变高了的证据。线性压缩气体或压缩液体不是放大器,不能放大音频能量。它们也不是混频器或倍频器,不能从任何一个单纯正弦振动频率f1变成f2。

对于语音声波,其中包含了很多频率、很多谐波、泛音,在其他压力环境下介质对不同频率的衰减是不同的,人耳感受器的敏感点也会转移。通常坐过飞机的人都知道,人耳在外界压力升高或降低时,内外压力差发生变化,会导致正常听力大大受损,甚至完全听不到身边人的讲话,这就是航空性耳聋。你产生了这种感觉,并不表示声音的频率改变了,对于身体适应好的人,比如机组空乘人员,则完全没有影响。
[楼主]  [11楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/23 22:14 

对【8楼】说:

http://www.zybang.com/question/0a6363f5e618ad6e2ec00f7a9e02c056.html

 因为氦气传播声音的速度差不多为空气的三倍,所以吸入氦气的人说话的声音会变高频率.这个有趣的现像,使得吸入氦气的人说话尖声细气,男性顿时会变得娘娘腔,就好像旧时的卡通人物一样.

 氦气为什么会让人的声音发生改变

氦气为什么会让人的声音发生改变
[楼主]  [12楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/23 22:15 

对【8楼】说:
人的声音一般经由空气传递。当空气的成份由78% 氮和21% 氧改变为80% 的氦气和20% 的氧气,密度变为正常空气的三分之一,此成份改变导致声音传播的速度快了接近三倍, 所以吸入氦气的人说话的声音会变高频率. 这个有趣的现像, 使得吸入氦气的人说话尖声细气。 
氦气是一种惰性气体,亦即是非燃性,无毒,无放射性,由天然产生而对环境无害的气体,也是除氢气外第二种在宇宙内最丰富的物质。不过它在地球的存量却十分稀少。
 [13楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/24 00:06 

流动性越强的介质,传导低频的能力越差。同样的喇叭,放入空气中和放入水中对于接收处的音响曲线(幅值-频率曲线)就不同。对于空气,低频传不了太远。其实你要是直接测量喇叭纸盆上的振动,低频成分一点不小。低频风短路造成纸盆前面空气不随纸盆振动,频率越低,介质流动性越强,低频衰减越显著,这才是根本原因。
 [14楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/24 00:06 

流动性越强的介质,传导低频的能力越差。同样的喇叭,放入空气中和放入水中对于接收处的音响曲线(幅值-频率曲线)就不同。对于空气,低频传不了太远。其实你要是直接测量喇叭纸盆上的振动,低频成分一点不小。低频风短路造成纸盆前面空气不随纸盆振动,频率越低,介质流动性越强,低频衰减越显著,这才是根本原因。
 [15楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/24 00:15 

吸入氦气的人如果说话声音频率变高,那也是声带振动频率低的部分没有发出来。一个固定声源和一个固定收听位置之间的介质如何改变,收听到的声音频率总是声源的频率。

氦气由于它的流动性超强,因此对频率低的声音更容易形成声短路。普通空气也是一样,效应较氦气弱罢了。玩过无线电、音响的人都知道,单独的喇叭如果发出两种频率不同的声音,低频的声音会从喇叭前后的地方形成风短路,造成发出的低频成分大大衰减,加入音箱低频才能突出出来。因为音箱阻断了风短路,并且在内部使低频发生共振,加强了低频的成分。人的喉咙发声机理也是这样,气流从声带之间出入,总要有缝隙。这个缝隙就是形成风短路的通道。超流动的氦气不容易被声带所带动,低频部分大大衰减,才显出高频部分比例增加,总体的声音频率向高的部分偏移了。不是人的声带没有发出低频部分,而是低频部分短路了。
[楼主]  [16楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/24 08:21 

弹簧谐振子的频率取决于弹簧的胁强与质量密度的比值所有机械波的频率的物理机理都一样。
[楼主]  [17楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/24 08:24 

对【15楼】说:
对于气体中的声波频率则取决于气体的压强与其质量密度的比值。即取决于温度与其平均分子量的比值。
 [18楼]  作者:zhuyh123456  发表时间: 2015/09/24 08:33 

王普林说的对!对于不同的介质密度、温度,声速是可变的,波长也是可变的,但频率绝对不变。
[楼主]  [19楼]  作者:541218  发表时间: 2015/09/24 10:00 

对【13楼】说:
你说的这种情况 与介质种类无关。
 [20楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/24 13:57 

[13楼]说的你可以去验证。我们通常用的喇叭(扬声器)纸盆是固定在一个圆(也有椭圆)的铁片框架上的。纸盆前面直接和空气相接触,纸盆在框架后也是和空气相连通的,大概有4-6个窗口和空气相通。单独的喇叭你给它通入1千赫的音频电流和20赫兹的电流,在喇叭正前方比如两米的位置你用拾音器测量声音,你会发现1千赫的声音很强,而20赫兹的声音很弱。这就是低频声波在喇叭前后形成了声短路造成的低频衰减。如果你把喇叭安装在一个很大的平面上,比如安装在按喇叭口径开孔的木板上,这时就只有纸盆正面对着拾音器,声短路被木板阻隔了,拾音器上就能检测出比较强的20赫兹低频了。声短路效应造成声源的低频成分随距离快速衰减,我们会看到纸盆的振动幅度很大,但拾音器检测出的幅值却很小。声带之间的缝隙如同喇叭前后的开口,也会造成低频声短路。人的声带或喇叭的纸盆都可以发出各种频率的声音,但是由于介质的流动性,会造成声短路情况的不同。流动性强的气体,这种情况就严重。低频的成分衰减得多就会造成成年男性的声音向儿童声音的转变。这是直接和声音传播介质种类有关的。

拾音器上得到的信号幅度和频率有关系。但是如果声源只发出单一频率的声波,只要声音能被拾音器感受到,其幅度大小可变,但频率不会改变。拾音器接收到的声波频率总是声源频率。也就是说,固定声源发出1千赫的声音,固定拾音器也只能检测出1千赫的频率,频率不会改变。
 [21楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/24 15:56 

一个固定扬声器和一个固定距离的拾音器之间的介质不同,会改变声音的传播性能。我在扬声器上发出20千赫、15千赫、10千赫、1千赫、100赫兹、20赫兹的等幅度音频,即每个频率点上纸盆的振动幅度都相同的音频,幅度比是1:1:1:1:1:1。如果介质是理想的,则在理想拾音器(幅频曲线是平坦的)上也能得到相等幅度的各个频点电信号。但是由于介质不理想,对各种频率的衰减不同,就造成了接收点得到的各种频率声音幅度的不相等。以1千赫频率的幅值作为基准1,比如在空气中,接收点的幅度之比成了0.7:0.8:0.9:1.0:0.3:0.05。把介质换做氦气,这个比可能就成了0.3:0.4:0.5:1.0:0.1:0.001了,低频的成分衰减极大。但是各个频点的频率依然是20千赫、15千赫、10千赫、1千赫、100赫兹、20赫兹的音频。这里不会出现20.0001千赫的频率,也不会出现19.9999千赫的频率。
 [22楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/24 17:18 

声音在空气中的传播特性是不同的。空气对于很低频率的声音传播衰减很大,对很高频率的声音衰减也很大,这里就存在一个衰减最小的频率点。这个频率点就是1千赫左右,人的听觉灵敏度也大约在这个位置最高。这就是人类进化、适应环境过程中改造出来的听觉器官。
 [23楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/09/24 17:18 

高级音响设备都配有频率均衡器,用来调整各个频段的电信号幅度。提高或降低某些频段的信号幅度,就会改变音品、音色。这里都是滤波器在起作用,当把浑厚的低频成分大部分滤除掉后,总体声音就变清脆。当把高频成分大部分滤除后,声音就变得低沉。频率是单位时间的次数,是和距离无关的物理量。你离地面一米高度以每秒一个的频率向地面扔苹果,在一分钟之内地面得到60个苹果、你站在1000米的高山上以每秒一个的频率往地面扔铁球,铁球到达地面时速度很大,但一分钟之内得到的铁球还是60个,和速度、能量无关。注:为什么我把苹果改成了铁球,怕摔碎而已。

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