回聲是怎么形成的
回聲是怎么形成的
回聲是指聲波在傳播過程中,碰到大的反射面,發(fā)生的反射而形成的,人們把能夠與原聲區(qū)分開的反射聲波叫做回聲。下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹回聲的相關(guān)知識。
形成回聲的原因
當(dāng)聲投射到距離聲源有一段距離的大面積上時,聲能的一部分被吸收,而另一部分聲能要反射回來,如果聽者聽到由聲源直接發(fā)來的聲和由反射回來的聲的時間間隔超過十分之一秒(在15℃空氣中,距聲源至少17米處反射),它就能分辨出兩個聲音這種反射回來的聲叫“回聲”。
回聲的歷史
1912年,英國大商船泰坦尼克號在赴美途中發(fā)生了與冰山相撞沉沒的悲劇。這次大的海難事件引起了全世界的關(guān)注,為了尋找沉船,美國科學(xué)家設(shè)計并制造出第一臺測量水下目標(biāo)的回聲探測儀,用它在船上發(fā)出聲波,然后用儀器接收障礙物反射回來的聲波信號。測量發(fā)出信號和接收信號之間的時間,根據(jù)水中的聲速就可以計算出障礙物的距離和海的深淺。第一臺回聲探測儀于1914年成功地發(fā)現(xiàn)了3千米以外的冰山。實際上這就是現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于國防、海洋開發(fā)事業(yè)的聲吶裝置的雛形。
第一次世界大戰(zhàn)時,德國潛水艇擊沉了協(xié)約國大量戰(zhàn)艦、船只,幾乎中斷了橫跨大西洋的海上運(yùn)輸線。當(dāng)時潛水艇潛在水下,看不見,摸不著,一時橫行無敵。于是利用水聲設(shè)備搜尋潛艇和水雷就成了關(guān)鍵的問題。法國著名物理學(xué)家郎之萬等人研究并造出了第一部主動式聲吶,1918年在地中海首次接收到2~3千米以外的潛艇回波。這種聲吶可以向水中發(fā)射各種形式的聲信號,碰到需要定位的目標(biāo)時產(chǎn)生反射回波,接收回來后進(jìn)行信號分析、處理,除掉干擾,從而顯示出目標(biāo)所在的方位和距離。
第二次世界大戰(zhàn)期間,由于戰(zhàn)爭需要聲吶裝置更趨完善。戰(zhàn)后,人們開始實驗使用軍艦上的聲響探測魚群。不但測到了魚群,而且還能分辨出魚的種類和大小。人們在此基礎(chǔ)上研制出各種魚探機(jī),極大地促進(jìn)了漁業(yè)的發(fā)展。
回聲的辨別
人耳能辨別出回聲的條件是反射聲具有足夠大的聲強(qiáng),并且與原聲的時差須大于0.1秒。當(dāng)反射面的尺寸遠(yuǎn)大于入射聲波長時,聽到的回聲最清楚。即相隔17米時。
20Hz~20000Hz,人類對聲音的感應(yīng)范圍。此外,是超聲波和次聲波。 0.38~0.72μm,人類對光的感知范圍。之外,還有紅外線、紫外線。
注意:當(dāng)原聲與回聲時間間隔大于0.1秒,能被人耳分辨出,叫做回聲;當(dāng)小于0.1秒,則為混響(混響使音量增大,所以音箱的原理就是混響)。
回聲的應(yīng)用
關(guān)于回聲的應(yīng)用,聲吶裝置可謂典型。用回聲測海深、測冰山的距離和敵方潛艇的方位,都是由不同功能的聲吶裝置完成的。
回聲在地質(zhì)勘探中也有廣泛的應(yīng)用。例如在石油勘探時,常采用人工地震的方法,即在地面上埋好炸藥包,放上一列探頭,把炸藥引爆,探頭就可以接收到地下不同層間界面反射回來的聲波,從而探測出地下油礦。
在建筑方面,設(shè)計、建造大的廳堂時,必須把回聲現(xiàn)象作為重要因素加以考慮。在封閉的空間里產(chǎn)生聲音后,聲波就在四壁上不斷反射,即使在聲源停止輻射后,聲音還要持續(xù)一段時間,這種現(xiàn)象叫做混響?;祉憰r間太長,會干擾有用的聲音。但是混響太短也不好,給人以單調(diào)、不豐滿的感覺。所以設(shè)計師們須采取必要的措施,例如,廳堂的內(nèi)部形狀、結(jié)構(gòu)、吸聲、隔聲等,以獲得適量的混響,提高室內(nèi)的音質(zhì)。
回聲的含義
當(dāng)聲投射到距離聲源有一段距離的大面積上時,聲能的一部分被吸收,而另一部分聲能要反射回來,如果聽者聽到由聲源直接發(fā)來的聲和由反射回來的聲的時間間隔超過十分之一秒,它就能分辨出兩個聲音這種反射回來的聲叫“回聲”。如果聲速已知,當(dāng)測得聲音從發(fā)出到反射回來的時間間隔,就能計算出反射面到聲源之間的距離。
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