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[影音百科] 在生活中,当声音的响度超出极限时,会出现怎样的情况?

2021-10-19 19:34:43 5883 22 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

小uu 帖主

2021-10-13 09:17:24

前言
声音是由物体振动产生的声波,是通过介质传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动的物体叫声源。而声音存在强弱高低之分。

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对于声音的强弱,物理学上用分贝来体现。那什么是分贝?
在声学领域中,分贝是表示声音响度的单位,名称来源于美国发明家贝尔的名字。而声音的响度来源于“声压”,即声波中纵波的压强差,其标准单位和大气压一样都是“帕斯卡”。

f8fe41c84f5dba8d2e05370a5f6c14dd.jpg 美国发明家亚历山大·贝尔
比如人耳所能感受的声压范围,一般为0.00002到0.00002*10^6帕斯卡之间,大约相差了6个数量级,但这在日常生活中描述声音的响度,过多的数位表述带来很多不便。
所以,在实际应用中,人们通过计算声压级(SPL),来得出分贝的数值。计算公式为SPL=Lp=20Log(10)[p(e)/p(ref)],p(e)为需要表示的声压,单位为帕,p(ref)为空气中参考声压,也叫基准声压,为人耳感知的最小声压,大小为2*10exp-5帕,2乘以10的负五次方。
其定义为将待测声压有效值p(e)与参考声压p(ref)的比值取常用对数,再乘以20。

例如,p(e)=2*10exp-2,2乘以10的负二次方。代入公式得出SPL=60=20Log(10)[0.02/0.00002]。60就是人们正常交流的声音分贝值,声压中的有效值则是2*10exp-2,也就是人们正常说话时产生声波的声压为0.02帕斯卡。

e086ccc04ce2077a0aa03c08da1263dd.jpg 生活中10-140dB统计图
根据《空气参考声压》表明,人们所能听到的声音最低值在20分贝左右,正常说话的声音大概在40-60分贝,汽车正常行驶的声音为70-90分贝左右,烟花爆炸的声音大约为140分贝。

这些都是在日常生活中比较容易检测出来的值。那么,在生活场景中最大的分贝值有多少呢?

7f6d2d2aad2f422853b37313220c2fe4.jpg
图片来源于网络
“声音”的最大分贝
据科学家实验证明,在地球标准大气压下,空气中的声音最大极限是194分贝,在水中,声音最大极限则是270分贝。
原因就是在不同媒介中,密度不同,传播速度不同,分子之间的振动频率就不同,分贝上限值也就有所不同。
如声音在空气中传播的速度随温度的提升而提高,为330-386m/s,但水密度远比空气的大,因而在水中声音传播的速度却能有1450m/s

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声音在各个媒介中的传播速度

为什么“分贝”值会有上限呢?
因为在空气中,当声音大于194dB时,所产生的波已不能算真正意义的声波了,而是“冲击波”。
声波是通过物质的媒介,在弹性介质中传播的一种机械波,以纵波的形式体现。
冲击波是任何波源,当它的运动速度超过了其波的传播速度时,所形成的一种带有锋面的波。通常以物质为媒介,也可以没有物质,以场的形式进行传播。

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冲击波
当声音在空气中传播时,若低压区域的空气分子水平低于最小临界点,也可以叫阈值,那声波纵波的振荡最低点也就到头了。原因是低压区域最理想的状态是真空状态。
如果高于最大临界点,就是超出某个阈值时,也就是我们所说的194分贝,以声波的形式存在的基础将不复存在。它将脱离声波层次,产生出另外一种波。
例如1883年喀拉喀托火山爆发,释放出21立方公里的火山灰,远在毛里求斯岛都能够听到这次喷发的剧烈声响,所产生的声音何其之大,但在空气中其分贝值最大也就194dB,再大,则形成冲击波。

爆炸所产生的冲击波
因此冲击波并不是声波,产生的区域为真空区,自然不存在声音的传播,这就是空气中声音分贝不超过194dB的真正原因。
文章转自公众号:声博士
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hnmcsky 发表于 2021-10-13 16:56:07

hnmcsky 推荐

2021-10-13 16:56:07

“ 在生活中,当声音的响度超出极限时,会出现怎样的情况?”
我知道音箱超出极限也许会烧音响、烧功放或者隔壁邻居会过来找你。
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zxdwhjzzp 发表于 2021-10-18 09:27:39

zxdwhjzzp 推荐

2021-10-18 09:27:39

感谢楼主分享                学习了
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1021993289 发表于 2021-10-13 11:00:32 Hao4K手机版

1021993289 2

2021-10-13 11:00:32

声音也可以杀人。
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0094 发表于 2021-10-13 19:08:51

0094 4

2021-10-13 19:08:51

真好,长知识了!!!
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光影减法 发表于 2021-10-13 20:27:05

光影减法 5

2021-10-13 20:27:05

学习学习
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zxdwhjzzp 发表于 2021-10-13 21:44:22

zxdwhjzzp 6

2021-10-13 21:44:22


感谢楼主的无私奉献!
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goodmorning_N 发表于 2021-10-13 22:41:14

goodmorning_N 7

2021-10-13 22:41:14

超出认知了
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geoffery74 发表于 2021-10-15 11:55:43

geoffery74 8

2021-10-15 11:55:43

有用没用的知识又学了一堆,知识学多了会怎么样?
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Lane20 发表于 2021-10-16 13:54:36

Lane20 9

2021-10-16 13:54:36

长知识了!!!
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sweetrong 发表于 2021-10-17 15:43:36

sweetrong 10

2021-10-17 15:43:36

楼主太心细了。超级厉害
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zbh456813 发表于 2021-10-17 16:40:34

zbh456813 11

2021-10-17 16:40:34

长见识
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hanchaojian 发表于 2021-10-17 18:53:16

hanchaojian 12

2021-10-17 18:53:16

会耳鸣,会失宠
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roventino 发表于 2021-10-18 10:27:49

roventino 14

2021-10-18 10:27:49

打绿巨人的就用的声波炮
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ylwgtr 发表于 2021-10-19 10:04:26

ylwgtr 15

2021-10-19 10:04:26

学习了
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yzjuyang 发表于 2021-10-19 10:12:41

yzjuyang 16

2021-10-19 10:12:41

谢谢分享
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roventino 发表于 2021-10-19 11:48:53

roventino 17

2021-10-19 11:48:53

战斗机的音爆,就是声音的冲击波吧。
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SurroundSound 发表于 2021-10-19 19:34:43

SurroundSound 18

2021-10-19 19:34:43

耳膜震聋最可怕
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