什么是什么：之声学探秘 [7-10岁] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

声音在日常生活中无处不在。人们一般都能够感知到周围环境中的各种噪声，并识别出不同人的音调和音色。但声音究竟是什么呢？我们的耳朵又是如何感知到声音的？著名科普作家、科学记者雷纳·科特博士，在《声学探秘：WAS IST WAS》中生动地描述了声音是如何产生的，让我们认识了敏感而又神奇的器官——耳朵。我们还可以从书中了解到，为什么特定的音调组合在一起听起来会如此悦耳，为什么在月球上听不到声音，什么是音障，为什么MP3可以储存许多音乐歌曲，水中的鱼儿是否可以听见声音……在《声学探秘：WAS IST WAS》中，你将会一一找到以上问题的答案，并且了解到声音在勘探资源和医学中所发挥的重要作用。

目录

声音的世界
为什么听觉如此重要？
声音是如何产生的？
声音是如何传播的？
声波可以被想象成什么样？
为什么声音会随着距离的增加而减弱？
声音的传播速度有多快？
超音速
什么是频率和波长？
什么是多普勒效应？
什么是差拍？
什么是共振？
耳朵——头颅里的奇迹
我们耳朵的构造是什么样的？
耳朵是如何处理收集到的音波的？
我们能听到多响的声音？
为什么我们有两只耳朵？
大脑如何对声音进行处理？
声音和语言
我们是如何发出声音的？
我们的声音能表达什么？
我们如何歌唱？
我们如何说话？
乐器的世界
和声与音乐
从什么时候开始有音乐？
什么是音阶？
声调和数字有什么关系？
为什么乐器的声音听起来有差别？
动物世界中的声音
在动物界中声音扮演着什么角色？
动物如何通过声音寻找配偶？
鸟儿为什么要唱歌？
鲸真的会唱歌吗？
动物世界中的声波定位
声音在技术和医学中的应用
电话是如何工作的？
麦克风是如何工作的？
扬声器是如何产生声音的？
助听器是如何工作的？
录音的历史
CD是如何工作的？
什么是MP3？
回声探测器是如何工作的？
如何利用超声波来检查身体？
如何控制噪音？
名词索引

精彩书摘

声音和语言
我们是如何发出声音的？
想要制造出响声其实很简单，只需把球扔向墙壁或者使劲鼓掌就可以了。
但是，要想制造比较纯粹的声音就相对地困难了。我们都知道一个方法，那就是拨动橡皮筋或者琴弦。以前的琴弦是用动物的肌腱做成的，现在人们经常用钢丝来代替。随着弦的粗细、松紧和长短的变化，它弹奏出来的声音也就各不相同。
当然，要产生这种声音也不一定非琴弦不可。如果比较快速地拨动梳齿，人们会发现这也能产生声音。口琴和手风琴的发声原理是相同的，那就是使尺寸各不相同的细小簧片在气流中振动，这些振动传到空气中，于是就产生了声音。学过吹奏草叶的人，就会了解用这种方法能够发出声音。
但是，即使没有这样的辅助工具，人们依然能够使空气振动。当我们撅起嘴来吹口哨时，一股气流就会通过嘴唇进入空气中。这样就产生了声音——我们的口哨声。
容器里的空气也能受到刺激而开始振动。比如，当人们向一只开口很小的瓶子里吹气时，也会产生声音。这是因为人们吹气时发出的嘶嘶声使得瓶内空气振动。多拿几只同样的瓶子，并向里面注入不等的水，人们就能制造出不同音调的声音。
竖笛的发声原理与这种方式极其类似。不过，竖笛是通过有力的吹奏使得笛内的空气柱振动。遮住或是放开气孔会改变空气柱的长度，从而改变音调。早在石器时代，人们就已经发现了这一点：迄今为止，人们发现的最古老的笛子大约有45000年的历史，它是用骨头制成的。
我们的声音能表达什么？
我们声音的多样性是很神奇的。我们不仅能够说话和唱歌，而且还能抱怨、呜咽、呻吟、叹息、低语、尖叫，甚至是模仿许多动物的声音。人们推测，可能在人类产生由字句构成的真正语言之前，我们的祖先仅仅使用声音，就可以达到这些交流和表达的目的。
谈话时，我们除了要传达隐藏在字里行间的信息外，还要传达许多与我们自身及我们感觉有关的内容。比如，我们会说起自己结没结婚、有没有孩子，或者可能是自己的年龄和籍贯。认识我们的人仅凭嗓音就能将我们辨认出来。音色也会透露我们是不是生气、愤怒、高兴或是悲伤，表达我们是无聊还是全神贯注、精神恍惚或者抑郁，我们是不是想问问题，或是要下达命令，我们是不是想表现得含情脉脉，还是我们感冒了等等。通过一些练习，人们甚至能够听得出对方是不是在说实话。
这些多样性的表达，在人类的共同生活中，对于像寻找伙伴，处理亲子关系，共同工作和群居生活这些事务来说，都是非常重要的。无数的器官和肌群都参与了声音的产生过程，其中最重要的包括肺、气管、喉咙、舌头、嘴唇，鼻子以及整个咽腔。
我们如何歌唱？
没有空气，歌声和语言也就不会存在。我们说话或唱歌时，一股稳定而有力的气流由肺部产生，经过喉咙进入口中。声音首先在喉中的“声门”处产生。声门是器官组织上的细小纤维，它的底部由声带构成。声带是一种细嫩的，有弹性的，能振动的纤维组织。
在呼吸时，声门开口较大，这个开口处被称为声门裂。在唱歌或是说话时，声门裂几乎完全闭合。气流穿过声门裂时会使声带振动。它们每秒钟有规律地开合多次，于是便产生了声音。
声音的音调取决于声带的长度以及紧绷程度。人们可以借助橡皮筋好好地想象一下：与长橡皮筋相比，短的橡皮筋在振动时，能制造出音调更高的声音。除此之外，橡皮筋绷得越紧，音调也越高。
婴儿的声带只有3毫米长，因此它们的嗓音较高。女人的声带长度在9至13毫米之间，而男人的声带长度能达到15至20毫米。这就解释了为什么通常男人的声音比较低沉的原因。
但是，我们不可能只唱一个音。许多肌肉作用于声带，不断改变声带的松紧度和振动频率，以此来确定我们唱出的声音的音调。
但是，从某种程度上来说，声带仅仅提供了发声的原材料。一位著名的歌剧男演员和一名在浴缸里唱歌的普通男性相比，他们声带振动的差别并不大。声门裂处的空气振动，使得整个咽腔内的空气一起振动，就像往瓶子里吹气时引起瓶内空气振动一样。影响声音形成的因素包括：咽腔的尺寸和状态，还有舌头和嘴唇的运动。而且，声音是可以练习出来的。
声带虽然能够制造出声音，但是不能让人直接说出语言。因为这是由咽腔内的器官负责的，特别是舌头、下颚、嘴唇和上颚（即口腔的“屋顶”）。

前言/序言

　　声音是如何通过空气传到我们耳朵里的，又是如何传入我们脑中的？为什么我们能够分辨出小号或是竖琴的演奏声？为什么超音速飞机从我们头顶呼啸而过时，会有轰隆的响声？音乐是怎样录制的？这本《声学探秘》将为你揭开这些谜底。
　　声学研究的是声音世界，这是一个广阔的领域。早在数百万年前，自然界的动物就开始利用声音了。恐龙肯定曾被树枝断裂的响声吓着过，而这响声也可能暴露出躲藏在暗处的敌人。从远古时期以来，蝙蝠即使在深夜也能发现猎物，因为它们能发出我们听不到的声波，并依此来判断自己所处的环境。鲸鱼在黑暗的大洋深处也能互相交流，它们利用“鲸歌”能够与数千米之外的同伴保持联系。
　　早在石器时代，我们人类就已经发明了用声音交换信息的方法，也就是语言。正是由于沟通渠道的不断完善，我们才能进一步发展科学文化。此外，大自然赐予了我们十分灵敏的听觉，使得我们即使在十分嘈杂的环境中，也能清晰地捕捉到很细微的声音。因此，人们能听到的音域范围极其广泛。我们的两只耳朵是相通的，并通过繁多的途径与大脑相连。我们听到的声音，会对我们的内心活动产生深远影响。大家都知道，特定的音乐是如何改变我们的情绪，使我们或喜或悲。
　　最终，我们还利用科技手段，成功地将易逝的声音录记下来，并使它能够为我所用。今天，将音乐储存下来是件易如反掌的事情。然而在130年前，当人类首次使已经消逝的声音得以重现时，一度在世界范围内引起了巨大的轰动。如今，我们甚至可以利用声音这个载体检查身体，或者在地球内部探寻各种矿藏。
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