回聲是怎麼形成的
回聲是指聲波在傳播過程中,碰到大的反射面,發生的反射而形成的,人們把能夠與原聲區分開的反射聲波叫做回聲。下面由小編為你詳細介紹回聲的相關知識。
形成回聲的原因
當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注,為了尋找沉船,美國科學家設計並製造出第一臺測量水下目標的迴聲探測儀,用它在船上發出聲波,然後用儀器接收障礙物反射回來的聲波訊號。測量發出訊號和接收訊號之間的時間,根據水中的聲速就可以計算出障礙物的距離和海的深淺。第一臺迴聲探測儀於1914年成功地發現了3千米以外的冰山。實際上這就是現在被廣泛應用於國防、海洋開發事業的聲吶裝置的雛形。
第一次世界大戰時,德國潛水艇擊沉了協約國大量戰艦、船隻,幾乎中斷了橫跨大西洋的海上運輸線。當時潛水艇潛在水下,看不見,摸不著,一時橫行無敵。於是利用水聲裝置搜尋潛艇和水雷就成了關鍵的問題。法國著名物理學家郎之萬等人研究並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射各種形式的聲訊號,碰到需要定位的目標時產生反射回波,接收回來後進行訊號分析、處理,除掉干擾,從而顯示出目標所在的方位和距離。
第二次世界大戰期間,由於戰爭需要聲吶裝置更趨完善。戰後,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。人們在此基礎上研製出各種魚探機,極大地促進了漁業的發展。
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,並且與原聲的時差須大於0.1秒。當反射面的尺寸遠大於入射聲波長時,聽到的回聲最清楚。即相隔17米時。
20Hz~20000Hz,人類對聲音的感應範圍。此外,是超聲波和次聲波。 0.38~0.72μm,人類對光的感知範圍。之外,還有紅外線、紫外線。
注意:當原聲與回聲時間間隔大於0.1秒,能被人耳分辨出,叫做回聲;當小於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***。
回聲的應用
關於回聲的應用,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。
回聲在地質勘探中也有廣泛的應用。例如在石油勘探時,常採用人工地震的方法,即在地面上埋好***包,放上一列探頭,把***引爆,探頭就可以接收到地下不同層間介面反射回來的聲波,從而探測出地下油礦。
在建築方面,設計、建造大的廳堂時,必須把回聲現象作為重要因素加以考慮。在封閉的空間裡產生聲音後,聲波就在四壁上不斷反射,即使在聲源停止輻射後,聲音還要持續一段時間,這種現象叫做混響。混響時間太長,會干擾有用的聲音。但是混響太短也不好,給人以單調、不豐滿的感覺。所以設計師們須採取必要的措施,例如,廳堂的內部形狀、結構、吸聲、隔聲等,以獲得適量的混響,提高室內的音質。
回聲的含義
當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,當測得聲音從發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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