汇聚心灵精彩人生
领您探索喜怒哀乐

亥姆霍兹线圈

发布日期:2019-06-15 11:20 作者:九个人生网

一、亥姆霍兹线圈之【物理生活】海螺里有“大海的声音”?

似乎在国内外,许多民间传说都有这样的说法:“当你把海螺放进耳朵里时,你可以听到大海的声音。”

声音是由振动产生的。当你把保温杯放在耳朵上时,你听到嗡嗡声的来源是什么?

海螺杯之类的。它们的共同之处在于,都有一个较大的(当然相对而言)谐振腔。

谐振腔有它自己的一组固有频率(注意它是一组,而不是一组)。与它的固有频率相对应的声音在谐振腔内被加强,而其他频率的声音则被削弱和吸收,因为它们一次一个地从谐振腔壁上反弹回来。

我们从海螺壳、杯子等谐振腔中听到的声音,其实并不是它们自己产生的,而是环境中风、雨、读书、噪音、装饰、汽车、火车等声音的结果。

简单地说,海螺不是一个声源,而是一个外部的声音过滤器。(有一种理论认为,我们听到的其实是海螺滤过的“白噪音”。)

谐振腔其实是很常见的东西,小提琴、吉他那种大木箱,各种笙管笛子、唢呐、小号等管乐器,歌手的颅腔、口腔、胸腔(传说中的三腔谐振)等等都有。

谐振腔的固有频率与谐振腔的大小、形状、材料(主要是材料的弹性性能)、腔内气体(主要是气体的密度)等因素有关。

一般来说,谐振腔材料弹性越大,谐振效果越好(吸收越少)。所以小提琴,吉他,各种各样的管乐器都在寻找最好的弹性材料。

谐振器越大,允许的频率越低,反之亦然,所以低音箱比小提琴大几个尺寸。

对于简单的管状谐振腔,或气柱共振,如果封闭管道,它可以允许最长的共振波长四倍它的长度,如果管道打开,允许最长的共振波长是其长度的两倍,对谐振腔的复杂形状复杂,但基本可以根据极限计算。

波的速度等于波长乘以频率。空气中波浪的速度一般以每秒340米计算。

德国物理学家、数学家和生理学家赫尔曼·路德维希·费迪南德·冯·赫姆霍尔兹(冯,~)出现在脑海中。

他的研究领域横跨生理学、光学、电动力学、数学、热力学以及一系列领域,每一个领域他都为他人的一生做出了贡献。

你随处可见的helmholtz线圈创造出均匀的磁场,医生在医院里给你展示眼底的眼镜,以及世界上的一条基本规则——能量守恒定律——都是这个人的杰作。

老人有几个学生,如发现赫兹的电磁波,利用迈克耳逊莫雷实验测量光速的迈克耳逊诺贝尔物理学奖得主(年),彩色玻璃的发明摄影李普曼(诺贝尔物理学奖获得者),韦恩的发现者位移律韦恩(诺贝尔物理学奖获得者)。真的是身体不能,心向往之。

你有没有听过一首歌,然后发现播放器上总是有一个视觉光谱窗口?我们听到的声音实际上是由许多不同的频率合成的。

世界上第一个分离和分析声音频谱的人是这位伟大的神,他使用一个由一个小开口的铜球做成的谐振器(亥姆霍兹谐振器)。

回到我们的问题,为什么只有当你把海螺放进耳朵里时,你才能听到嗡嗡声?

一是有效地隔离外界声音,使原来淹没在水中的谐振腔的共振频率得以显现。

第二,这些东西本身是开放的,当它们扣在耳朵上时,就形成了一个相对封闭的结构。除了更好地隔离外部声音外,谐振器的选频放大效果也将得到显著提高。

除了鼓室和耳蜗的空对空通道,我们的听力还受到一套骨传导系统的调节(听说过骨传导耳机吗?)然而,该系统的灵敏度非常低,通常被空气传导的外部声音淹没。

当外界声音降低到一定程度时,骨传导的声音也会显露出来。

全球物理,以物理学习为主题,以传播体育文化为己任。专业物理,致力于物理!以激发学习者学习物理的兴趣为目标,分享物理的智慧,学会用物理的思维去思考问题,为大家展示一个有趣、多彩、神奇的物理世界!


一、亥姆霍兹线圈之【物理生活】海螺里有“大海的声音”?