成分
一台电脑 |
一个麦克风 |
||
一些音频编辑软件。免费的,开源的 |
指令
如果你还没有,下载并安装一些音频编辑软件。你想要一种可以近距离观察声波的东西。
把麦克风插到电脑的麦克风插座上。
开始录音,然后拍手。试着用不同的方式拍手;试着用平的手发出高音调的声音,用杯状的手发出低音调的声音。
停止记录并放大拍手,看看你是否能看到任何结构。
结果
你应该能在拍手后的波形中看到各种额外的肿块。这些是你房间里墙壁等的反射。
你能看到的第一个声音是拍击声,之后你会听到房间里不同物体的各种反射声。
高音拍手:如果它被放慢16倍,你就能听到回声:
你可能会发现,从低音拍手中找出任何信息要比从高音拍手中找出任何信息困难得多。
解释
当你拍手时,你摇动空气,并产生以声速(330米/秒)向外传播的振动。
当你拍手时,你会震动空气。 | 这种扰动以声速向四面八方传播。 |
如果声波在任何物体上传播,它们就会被物体反射回来,形成以音速传播回来的回声。
当声音碰到物体时,它会被反射回去 | 最终,这种反射的声音会回到你的耳朵里,你就会听到回声。 |
由于声音在空气中的传播速度大致是恒定的,你可以计算出每次反射声音传播的距离,并开始计算出房间里的回声指的是什么。如果你有一个方向性很强的麦克风,你甚至可以绘制出它们方向的图像,这时你就有了声纳。
为什么低音拍手更难看到回声?
音调较低的声波振动较慢,因此波长较长。声音脉冲必须至少有一个波长长(在实践中你的拍手会比这个长得多)。所以所有的回波会相互重叠,和原始脉冲一样。这使得很难区分它们。因此,如果您希望能够检测到精细的细节,则必须使用高频声音。如果你在水中工作,这种效果会增强,因为水中声音的传播速度约为1000米/秒,(比在空气中快得多),所以你需要使用非常高的频率来以这种方式探测物体。人体含有大量的水,所以你体内的超声波成像利用了这个原理,使用了几兆赫兹的频率。
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