基本介紹
- 中文名：自然的韻律
- 外文名：The Rhythm of Nature
- 書名：自然的韻律/物理能量轉換世界
- 出版社：現代出版社
- 頁數：183頁
- 開本：16
- 作者：吳波
- 出版日期：2012年11月1日
- 語種：簡體中文
- 定價：23.80
內容簡介,圖書目錄,文摘,序言,
內容簡介
聲音的用途極為廣泛，而且它的本領之大，常常出乎我們的意料之外。
走進聲音的世界，感受聲音的奇妙之處，領略聲音的神通廣大，從而開闊我們的視野，拓展我們的知識範圍，提高我們的科學水平。
吳波編著的《自然的韻律》將帶領廣大青少年讀者走進聲音的世界。
走進聲音的世界，感受聲音的奇妙之處，領略聲音的神通廣大，從而開闊我們的視野，拓展我們的知識範圍，提高我們的科學水平。
吳波編著的《自然的韻律》將帶領廣大青少年讀者走進聲音的世界。
圖書目錄
認識聲音
揭開聲音的奧秘
耳朵與聲音
聲音的傳播介質
雙耳效應與聲的掩蔽
超聲和次聲
都卜勒效應
聚焦現象與衍射現象
聲的波動性與功率
語言聲學
聲音中的奇妙現象
巨響之下的“寂靜區”
水的奇言妙語
建築中的聲學
夜半鐘聲到客船
回音壁、三音石和圜丘
鐘響磬鳴
會“唱歌”的沙子
回聲的惡作劇
海豚的超聲導航系統
從“蝙蝠實驗”說開來
動物異常與次聲
養心益智妙樂
樂曲動聽之謎
“缸”琴與紙盒琴
金獎小提琴
美妙的音樂之聲
中國的傳統樂器
中國古代的樂律
從“焦尾琴”說琴材
常聽音樂人長壽
神奇的音樂療法
音樂胎教造神童
音樂與科學發現
聲音的妙用
利用回聲測距離
聲吶在軍事中的套用
聲吶在漁業中的套用
遠距離聲吶
變能裝置換能器
超聲發生器與超聲接收器
超聲探路裝置
超聲探傷儀
超聲在醫療上的套用
超聲的空化作用
次聲的套用及次聲武器
聲發射技術
聽診器的發明
同情擺
度量衡標準“黃鐘律管”
化害為利說噪聲
植物聽音樂長得好
可惡可怕的聲音
從斷橋說到防震
救救我們的耳朵
令人擔憂的噪聲病
治理噪聲的方法
次聲與災難結伴而來
次聲對人體的危害
次聲疑是海難“元兇”
次聲泄露核爆炸機密
揭開聲音的奧秘
耳朵與聲音
聲音的傳播介質
雙耳效應與聲的掩蔽
超聲和次聲
都卜勒效應
聚焦現象與衍射現象
聲的波動性與功率
語言聲學
聲音中的奇妙現象
巨響之下的“寂靜區”
水的奇言妙語
建築中的聲學
夜半鐘聲到客船
回音壁、三音石和圜丘
鐘響磬鳴
會“唱歌”的沙子
回聲的惡作劇
海豚的超聲導航系統
從“蝙蝠實驗”說開來
動物異常與次聲
養心益智妙樂
樂曲動聽之謎
“缸”琴與紙盒琴
金獎小提琴
美妙的音樂之聲
中國的傳統樂器
中國古代的樂律
從“焦尾琴”說琴材
常聽音樂人長壽
神奇的音樂療法
音樂胎教造神童
音樂與科學發現
聲音的妙用
利用回聲測距離
聲吶在軍事中的套用
聲吶在漁業中的套用
遠距離聲吶
變能裝置換能器
超聲發生器與超聲接收器
超聲探路裝置
超聲探傷儀
超聲在醫療上的套用
超聲的空化作用
次聲的套用及次聲武器
聲發射技術
聽診器的發明
同情擺
度量衡標準“黃鐘律管”
化害為利說噪聲
植物聽音樂長得好
可惡可怕的聲音
從斷橋說到防震
救救我們的耳朵
令人擔憂的噪聲病
治理噪聲的方法
次聲與災難結伴而來
次聲對人體的危害
次聲疑是海難“元兇”
次聲泄露核爆炸機密
文摘
聲音看不見，摸不著，是個十分奇妙的東西。正如俄國詩人涅克拉索夫所描述的那樣：
誰都沒有看到過它，
聽呢，——每個人都聽到過。
沒有形體，可是它活著，
沒有舌頭——卻會喊叫……
聲音即然如此微妙，自然引起古人對它的種種神秘的猜測。例如，古希臘學者恩培多克勒就提出過一種看法，他認為聲音是一種“微妙物質”，這種物質潛藏在各種物體之中，因此平日不易發現它。可是當物體受到衝擊或打擊時，它就像受到驚嚇一樣跑了出來。它一旦跑進人的耳朵里，就會被聽到，而成為我們平日所說的“聲音”。恩培多克勒的這種說法，聽起來似乎有些道理，然而事實卻不是這樣。有人曾對著一端開口的竹筒大聲喊叫，然後把竹筒密封好。按照恩培多克勒的說法，這樣做的結果，這個人發出來的聲音“物質”就都被保存下來了。可是，當他打開密封的竹筒時，卻什麼也聽不到。可見，恩培多克勒的說法是站不住腳的。
後來，隨著人們觀察的不斷深入和科學實驗的開展，聲音的奧秘才逐漸被揭開。為了說明聲音究竟是什麼，讓我們仔細觀察和分析一下發生在我們身邊的一些聲音現象。
用力敲一下鼓面，它就會發出咚咚的聲響。這時如果我們用手去撫摸一下鼓面，就會感覺它在上下起伏振動。等到鼓面不振動了，鼓聲也就消失了。用琴弓摩擦一下琴弦，它就會發出悠揚的琴聲。當我們拿一紙條跟琴弦接觸時，就會發現紙條來回振動起來。等紙條不再振動了，琴聲也就中止了。由此可見，聲音是由物體振動產生的。
拿一根振動著的竹片不間歇地敲打水面，水面就會出現一圈圈的波紋，不斷擴大向外傳播出去，這就是我們通常所說的水波。同樣道理，當發聲物體振動時，在它周圍也會形成一層層不斷向外擴展的波紋，這就是聲波。如果傳播中的聲波進入人的耳朵里，它還會引起人耳內鼓膜的振動，於是人們就聽到了聲音。
原來，聲音並不是什麼神秘莫測的微妙物質，它只不過是振動物體發出的一種波紋——聲波。 各種聲音有什麼不同呢？首先是聲音的強弱不同，這叫聲強。
找一根廢鋼鋸條，把它夾緊在抽屜縫裡，伸出來的部分要長一些。用手指撥動鋸條，讓鋸條彎得厲害些，一鬆手，聽！發出了較強的聲響。如果你只是輕輕地撥動一下，鋸條來回振動得不很大，聲音就小多了。
仔細觀察一下那根鋸條的運動情況。當你沒有撥動鋸條時，鋸條的位置叫平衡位置，當你撥動鋸條，例如把鋸條先向下彎，彎到一定的位置，然後拿開手，鋸條就開始返回平衡位置，過了平衡位置繼續向上彎，一直到某一位置，鋸條又返回平衡位置，到了平衡位置，就完成了一次振動。
在物理學裡，把振動物體離開平衡位置的最大距離叫做振幅。用力撥動它，它的振幅就大；輕輕撥動它，它的振幅就小。
鋸條琴的實驗告訴我們，聲強和聲源的振幅有關係。聲源振幅越大，聲音越強；聲源振幅越小，聲音越弱。
聲音的強弱用聲級表示，它的單位叫分貝。小電鐘的聲級是40分貝，普通談話的聲級是70分貝，氣錘噪聲的聲級是120分貝，噴氣式飛機噪聲的聲級是160分貝，巨大的火箭噪聲的聲級是195分貝。
在空氣中，人類剛剛可以聽到的最弱的聲音的聲級是0分貝，它的能量很小，這種聲音造成的壓力變化只有蚊子落到人手上時所感受的壓力變化的1/1000。目前還沒有任何儀器能達到人耳這樣高的靈敏度。人聽得見的這種最弱的聲音極限，在聲學中就叫“聽閾”（閾，yu，範圍的意思）。
當人站在飛機發動機旁或者鑿岩機旁，隆隆的噪聲會使人耳產生疼痛的感覺，這種聲音的能量很大，在聲學中叫做“痛閾”。這時的聲級大約是120分貝，它的壓強是0分貝時的1萬億倍呢！
聲音不但有強弱，而且有高低。聲音的高低程度叫做音調。不同的音調是怎樣產生的呢？讓我們先做個小實驗吧。
找一張舊年曆卡片（或者有彈性的硬紙板）、一輛腳踏車。把腳踏車支起來，一隻手轉動腳踏車的腳踏板，另一隻手拿著硬紙片，讓紙片的一頭伸到腳踏車後輪的輻條中。先慢慢轉，這時可以聽到紙片的“軋軋”聲；再加快轉速，紙片發出的聲調就會變高；當轉速達到一定程度時，紙片就會“尖叫”起來了。
很明顯，紙片音調的變化是和紙片每秒鐘振動的次數有關係的：車輪旋轉比較慢的時候，同一時間內紙片跟車條的接觸次數比較少，也就是說，每秒鐘紙片振動的次數比較少。反過來，車輪轉得快時，紙片每秒鐘振動的次數就多了。
振動著的物體在1秒鐘里完成全振動的次數叫做頻率。頻率的單位叫赫茲（簡稱赫），也叫周/秒（讀做“周每秒”）。大鋼琴最低音的頻率是27赫，最高音的頻率是4000赫，它包含了這么廣的頻率範圍，當然能演奏豐富多彩的‘樂曲了。
人講話的音調也有高低。成年男子的聲帶長而厚，基本振動頻率低，只有100～300赫；女子的聲帶短而薄，基本振動頻率比較高，一般是160～400赫，所以女子說話的音調都比男子高一些。兒童的聲帶比較短薄，童音音調比較高。少年的聲帶正在發育，都有一段“變音”的時期，在這個時期應注意保護聲帶。
勤勞的蜜蜂用440赫的頻率飛出去采蜜，當它們滿載而歸的時候，翅膀振動的頻率降到330赫，有經驗的養蜂人聽到蜜蜂的“歌聲”，就能知道它們是否採到了蜜。
P2-4
誰都沒有看到過它，
聽呢，——每個人都聽到過。
沒有形體，可是它活著，
沒有舌頭——卻會喊叫……
聲音即然如此微妙，自然引起古人對它的種種神秘的猜測。例如，古希臘學者恩培多克勒就提出過一種看法，他認為聲音是一種“微妙物質”，這種物質潛藏在各種物體之中，因此平日不易發現它。可是當物體受到衝擊或打擊時，它就像受到驚嚇一樣跑了出來。它一旦跑進人的耳朵里，就會被聽到，而成為我們平日所說的“聲音”。恩培多克勒的這種說法，聽起來似乎有些道理，然而事實卻不是這樣。有人曾對著一端開口的竹筒大聲喊叫，然後把竹筒密封好。按照恩培多克勒的說法，這樣做的結果，這個人發出來的聲音“物質”就都被保存下來了。可是，當他打開密封的竹筒時，卻什麼也聽不到。可見，恩培多克勒的說法是站不住腳的。
後來，隨著人們觀察的不斷深入和科學實驗的開展，聲音的奧秘才逐漸被揭開。為了說明聲音究竟是什麼，讓我們仔細觀察和分析一下發生在我們身邊的一些聲音現象。
用力敲一下鼓面，它就會發出咚咚的聲響。這時如果我們用手去撫摸一下鼓面，就會感覺它在上下起伏振動。等到鼓面不振動了，鼓聲也就消失了。用琴弓摩擦一下琴弦，它就會發出悠揚的琴聲。當我們拿一紙條跟琴弦接觸時，就會發現紙條來回振動起來。等紙條不再振動了，琴聲也就中止了。由此可見，聲音是由物體振動產生的。
拿一根振動著的竹片不間歇地敲打水面，水面就會出現一圈圈的波紋，不斷擴大向外傳播出去，這就是我們通常所說的水波。同樣道理，當發聲物體振動時，在它周圍也會形成一層層不斷向外擴展的波紋，這就是聲波。如果傳播中的聲波進入人的耳朵里，它還會引起人耳內鼓膜的振動，於是人們就聽到了聲音。
原來，聲音並不是什麼神秘莫測的微妙物質，它只不過是振動物體發出的一種波紋——聲波。 各種聲音有什麼不同呢？首先是聲音的強弱不同，這叫聲強。
找一根廢鋼鋸條，把它夾緊在抽屜縫裡，伸出來的部分要長一些。用手指撥動鋸條，讓鋸條彎得厲害些，一鬆手，聽！發出了較強的聲響。如果你只是輕輕地撥動一下，鋸條來回振動得不很大，聲音就小多了。
仔細觀察一下那根鋸條的運動情況。當你沒有撥動鋸條時，鋸條的位置叫平衡位置，當你撥動鋸條，例如把鋸條先向下彎，彎到一定的位置，然後拿開手，鋸條就開始返回平衡位置，過了平衡位置繼續向上彎，一直到某一位置，鋸條又返回平衡位置，到了平衡位置，就完成了一次振動。
在物理學裡，把振動物體離開平衡位置的最大距離叫做振幅。用力撥動它，它的振幅就大；輕輕撥動它，它的振幅就小。
鋸條琴的實驗告訴我們，聲強和聲源的振幅有關係。聲源振幅越大，聲音越強；聲源振幅越小，聲音越弱。
聲音的強弱用聲級表示，它的單位叫分貝。小電鐘的聲級是40分貝，普通談話的聲級是70分貝，氣錘噪聲的聲級是120分貝，噴氣式飛機噪聲的聲級是160分貝，巨大的火箭噪聲的聲級是195分貝。
在空氣中，人類剛剛可以聽到的最弱的聲音的聲級是0分貝，它的能量很小，這種聲音造成的壓力變化只有蚊子落到人手上時所感受的壓力變化的1/1000。目前還沒有任何儀器能達到人耳這樣高的靈敏度。人聽得見的這種最弱的聲音極限，在聲學中就叫“聽閾”（閾，yu，範圍的意思）。
當人站在飛機發動機旁或者鑿岩機旁，隆隆的噪聲會使人耳產生疼痛的感覺，這種聲音的能量很大，在聲學中叫做“痛閾”。這時的聲級大約是120分貝，它的壓強是0分貝時的1萬億倍呢！
聲音不但有強弱，而且有高低。聲音的高低程度叫做音調。不同的音調是怎樣產生的呢？讓我們先做個小實驗吧。
找一張舊年曆卡片（或者有彈性的硬紙板）、一輛腳踏車。把腳踏車支起來，一隻手轉動腳踏車的腳踏板，另一隻手拿著硬紙片，讓紙片的一頭伸到腳踏車後輪的輻條中。先慢慢轉，這時可以聽到紙片的“軋軋”聲；再加快轉速，紙片發出的聲調就會變高；當轉速達到一定程度時，紙片就會“尖叫”起來了。
很明顯，紙片音調的變化是和紙片每秒鐘振動的次數有關係的：車輪旋轉比較慢的時候，同一時間內紙片跟車條的接觸次數比較少，也就是說，每秒鐘紙片振動的次數比較少。反過來，車輪轉得快時，紙片每秒鐘振動的次數就多了。
振動著的物體在1秒鐘里完成全振動的次數叫做頻率。頻率的單位叫赫茲（簡稱赫），也叫周/秒（讀做“周每秒”）。大鋼琴最低音的頻率是27赫，最高音的頻率是4000赫，它包含了這么廣的頻率範圍，當然能演奏豐富多彩的‘樂曲了。
人講話的音調也有高低。成年男子的聲帶長而厚，基本振動頻率低，只有100～300赫；女子的聲帶短而薄，基本振動頻率比較高，一般是160～400赫，所以女子說話的音調都比男子高一些。兒童的聲帶比較短薄，童音音調比較高。少年的聲帶正在發育，都有一段“變音”的時期，在這個時期應注意保護聲帶。
勤勞的蜜蜂用440赫的頻率飛出去采蜜，當它們滿載而歸的時候，翅膀振動的頻率降到330赫，有經驗的養蜂人聽到蜜蜂的“歌聲”，就能知道它們是否採到了蜜。
P2-4
序言
我們生活在一個有聲的世界裡，聲音給我們這個世界製造了種種奇妙的現象：
20世紀初，荷蘭一座軍火庫突然爆炸，驚擾得千里之外的城鄉雞犬不寧，可是離開出事地點只有幾百千米的一些地方的居民，卻不知道爆炸這回事，因為他們根本就沒有聽到爆炸聲……
一個人站在廣袤的平原上大聲呼喊，是聽不到回聲的；一個人站在高樓林立的大馬路上呼喊，也是聽不到回聲的。可是如果一個人站在寂靜的山谷中呼喊，他不僅可以聽到響亮的回聲，而且感到應聲四起，此起彼伏，十分有趣。
幾個人晚上在新疆塔克拉瑪乾沙漠的沙丘頂上宿營，突然聽到一種高昂而清朗的聲音，好像有人在撥弄琴弦。於是他們循著琴聲走去，結果發現聲音原來是從沙丘上滑下的沙子發出的。
在我們生活的地球上，像這樣的例子不勝枚舉，只要我們去留意，就會發現許多與聲音有關的奇妙現象。
我們生活在一個有著悅耳動聽之聲的世界裡，大自然中的鳥語令我們煩慮盡消，美妙的音樂令我們精神愉悅，動聽的笑聲令我們心情舒暢，嬰兒的哭聲令我們心生憐愛，關切的話語令我們心頭溫暖……
我們也生活在一個有著可惡可怕的聲音的世界裡，無處不在的噪聲像一把殺人不見血的軟刀子時時折磨著我們的耳膜、神經和心理，有時甚至令人精神崩潰或產生暴力衝動。常常伴隨地震、火山噴發、海上風暴等災難而來的次聲更加令人恐怖，人耳無法聽到它，它就像一個隱形殺手在不知不覺中破壞人體的平衡器官，造成耳朵、神經系統和大腦的損傷，從而引起恐懼、頭痛、暈眩、嘔吐、眼球上下顫動等症狀，嚴重時會致人死亡。
我們生活的世界裡，聲音隨時可聞，隨地可感，它太普通了，普通得以至我們會忽視其實是身手不凡、神通廣大的它。
利用物體發出聲波的回聲，可以探索障礙物的存在；同時由接收到回聲時間的長短，還能判斷出物體距離目標的遠近。根據這個原理，科學家研製出了“回聲測位儀”。
根據超聲可以作定向發射，並且在水下傳播距離遠、傳送能量大的特點，法國物理學家郎之萬提出用超聲偵察潛艇的構想，並且在不久既研製成功世界上第一台使用超聲偵察潛艇的設備，他把它稱之為“聲吶”。 一
聲吶在捕魚業中套用得最廣泛，它使人們在遼闊的大海中捕魚作業不再瞎摸了。20世紀30年代第一次使用聲吶時，就真正地改變了整個漁業的面貌。
盲人看不到繽紛的世界，連走路也不便，是十分痛苦的，而超聲探路裝置的出現，為他們裝上了“眼睛”。
用來檢測金屬材料的超聲探測儀，可以探測材料內部缺陷，及時得到修正，從而避免造成重大損失，在工業生產中發揮著重要作用。
B型超聲診斷儀的廣泛套用，讓醫生不僅能直接觀察臟器及其上面的病灶，而且還能看到臟器的活動畫面，從而對症治療。
音樂能促進農作物增產，這是由於在有節奏的音樂聲波的刺激下，生物體內細胞的生命活動迅速增強，這加速了細胞的新陳代謝，促進了作物的生長。另一方面，聲波的作用還能提高土壤的溫度和激活土壤中有益的微生物，這也為農作物的茁壯成長，創造了有利的條件。
總之，聲音的用途極為廣泛，而且它的本領之大，常常出乎我們的意料之外。
走進聲音的世界，感受聲音的奇妙之處，領略聲音的神通廣大，從而開闊我們的視野，拓展我們的知識範圍，提高我們的科學水平。
20世紀初，荷蘭一座軍火庫突然爆炸，驚擾得千里之外的城鄉雞犬不寧，可是離開出事地點只有幾百千米的一些地方的居民，卻不知道爆炸這回事，因為他們根本就沒有聽到爆炸聲……
一個人站在廣袤的平原上大聲呼喊，是聽不到回聲的；一個人站在高樓林立的大馬路上呼喊，也是聽不到回聲的。可是如果一個人站在寂靜的山谷中呼喊，他不僅可以聽到響亮的回聲，而且感到應聲四起，此起彼伏，十分有趣。
幾個人晚上在新疆塔克拉瑪乾沙漠的沙丘頂上宿營，突然聽到一種高昂而清朗的聲音，好像有人在撥弄琴弦。於是他們循著琴聲走去，結果發現聲音原來是從沙丘上滑下的沙子發出的。
在我們生活的地球上，像這樣的例子不勝枚舉，只要我們去留意，就會發現許多與聲音有關的奇妙現象。
我們生活在一個有著悅耳動聽之聲的世界裡，大自然中的鳥語令我們煩慮盡消，美妙的音樂令我們精神愉悅，動聽的笑聲令我們心情舒暢，嬰兒的哭聲令我們心生憐愛，關切的話語令我們心頭溫暖……
我們也生活在一個有著可惡可怕的聲音的世界裡，無處不在的噪聲像一把殺人不見血的軟刀子時時折磨著我們的耳膜、神經和心理，有時甚至令人精神崩潰或產生暴力衝動。常常伴隨地震、火山噴發、海上風暴等災難而來的次聲更加令人恐怖，人耳無法聽到它，它就像一個隱形殺手在不知不覺中破壞人體的平衡器官，造成耳朵、神經系統和大腦的損傷，從而引起恐懼、頭痛、暈眩、嘔吐、眼球上下顫動等症狀，嚴重時會致人死亡。
我們生活的世界裡，聲音隨時可聞，隨地可感，它太普通了，普通得以至我們會忽視其實是身手不凡、神通廣大的它。
利用物體發出聲波的回聲，可以探索障礙物的存在；同時由接收到回聲時間的長短，還能判斷出物體距離目標的遠近。根據這個原理，科學家研製出了“回聲測位儀”。
根據超聲可以作定向發射，並且在水下傳播距離遠、傳送能量大的特點，法國物理學家郎之萬提出用超聲偵察潛艇的構想，並且在不久既研製成功世界上第一台使用超聲偵察潛艇的設備，他把它稱之為“聲吶”。 一
聲吶在捕魚業中套用得最廣泛，它使人們在遼闊的大海中捕魚作業不再瞎摸了。20世紀30年代第一次使用聲吶時，就真正地改變了整個漁業的面貌。
盲人看不到繽紛的世界，連走路也不便，是十分痛苦的，而超聲探路裝置的出現，為他們裝上了“眼睛”。
用來檢測金屬材料的超聲探測儀，可以探測材料內部缺陷，及時得到修正，從而避免造成重大損失，在工業生產中發揮著重要作用。
B型超聲診斷儀的廣泛套用，讓醫生不僅能直接觀察臟器及其上面的病灶，而且還能看到臟器的活動畫面，從而對症治療。
音樂能促進農作物增產，這是由於在有節奏的音樂聲波的刺激下，生物體內細胞的生命活動迅速增強，這加速了細胞的新陳代謝，促進了作物的生長。另一方面，聲波的作用還能提高土壤的溫度和激活土壤中有益的微生物，這也為農作物的茁壯成長，創造了有利的條件。
總之，聲音的用途極為廣泛，而且它的本領之大，常常出乎我們的意料之外。
走進聲音的世界，感受聲音的奇妙之處，領略聲音的神通廣大，從而開闊我們的視野，拓展我們的知識範圍，提高我們的科學水平。
