纵波和横波哪个传播速度快（纵波和横波哪个传播速度比较快）

来源：记叙网•2024-01-22 21:45•点击：

摘要纵波和横波哪个传播速度快（纵波和横波哪个传播速度比较快）经过了解振动、简谐运动和波的性质之后，这篇文章我们介绍声波的一些物理学知识：机械、纵向和压力波声音其实...

纵波和横波哪个传播速度快（纵波和横波哪个传播速度比较快）

经过了解振动、简谐运动和波的性质之后，这篇文章我们介绍声波的一些物理学知识：

机械、纵向和压力波

声音其实就是这三样东西：机械波，纵波和压力波。

机械波

在我之前的一篇文章中，我们讨论过波是一种扰动，它通过介质将能量从一个点传输到另一个点。介质是一系列相互联系、相互作用的粒子，由于声音的传播需要粒子与粒子之间的相互作用，所以声音被定义为机械波。

声音的传播需要粒子与粒子之间的相互作用，因此，声音是一种机械波。

音叉

还记得我们上学时候体检吗？音叉是我们最熟悉的东西，也是产生声波最简单、最直接的方法！那么音叉是怎样发出声音的？音叉通过前端的来回振动，扰乱空气分子，干扰会随即传递给相邻的空气分子，就产生了典型的机械波，这时体检老师把音叉放在你一侧的耳朵旁，振动的空气分子被子你的耳朵捕捉到，恭喜你，你通过了听力测试！

我们需要知道，机械波与电磁波不同，机械波不能在真空中传播。

纵波

上篇文章我们说了横波，下面我们就来说说纵波。声波就是一种典型的纵波，横波的传播方向垂直于振动粒子，而纵波与振动粒子的传播方向相同。如果你有一根弹簧，要产生横波必须拿着弹簧的一段上下移动，要产生纵波就需要拿着弹簧的一端前后移动。下图：

纵波

如果这时你又波动了一根琴弦，像弹簧中同样的事情也发生在振动的弦上。当一个振动的弦向前移动时，它会推动空气分子向前移动，前方的空气分子瞬间被压缩，这就形成了一个高密度、高压区域，高密度区域的空气分子会继续推动更前方的空气分子。当振动的弦向后移动时，弦前方的空气压力会瞬间降低，形成一个低密度区域，周围的空气分子会立刻补充进来，琴弦往复运动，纵波就产生了。我们需要知道的是，琴弦的振动发生是双向的，琴弦的前后振动都能发出声音，上面只描述了一种情况。

我们听到的声音是空气粒子运动的结果。

压力波

声音是一种压力波，压力波与粒子的密度有关。压缩和膨胀是介质中运动的高压和低压区域。高压对应压缩和正振幅，低压对应膨胀和负振幅，如下图所示：

如果我们能看到无数的空气粒子在运动，产生压缩区和膨胀区，我们就会看到下面这张图片所展示的球形波。

球形压力波

频率、音调和听觉

我们已经对声波下了定义。声波和其他波一样也具有周期，频率，振幅和传播速度这些物理量。

当波穿过介质时，介质中的粒子振动的频率就是波的频率。表示为每单位时间内介质粒子的完成往复振动的次数，以赫兹（Hz）为单位。

介质中的每一个粒子具有相同的频率振动。

波的周期是一个粒子在介质上完成一个完整振动循环所需要的时间，在声波中，我们可以把周期看成是连续高压点之间的时间或者连续低压点之间的时间。由于周期和频率是相互关联的，所以高频声波周期小，低频声波周期大，如图所示：

人的耳朵能够探测到大约20赫兹到2万赫兹的声波。我们把低于这个范围的声音称为次声波，而高于这个范围的声波称为超声波。我们知道许多动物的听力范围比我们人类的更广，狗狗能听到频率高达45000赫兹的声波，蝙蝠能听到高达12万赫兹的声波，海豚能听到高达20万赫兹的声波，令人吃惊的是，大象能听到低至5赫兹的声波。