聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動(dòng)是指物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近進(jìn)行的往返運(yùn)動(dòng)形式。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動(dòng)，這種振動(dòng)狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。

判斷一個(gè)聲音是否屬于噪聲，僅從物理學(xué)角度判斷是不夠的，主觀上的因素往往起著決定性的作用。例如，美妙的音樂對正在欣賞音樂的人來說是樂音，但對于正在學(xué)習(xí)、休息或集中精力思考問題的人可能是一種噪聲。即使同一種聲音，當(dāng)人處于不同狀態(tài)、不同心情時(shí)，對聲音也會(huì)產(chǎn)生不同的主觀判斷，此時(shí)聲音可能成為噪聲或樂音。因此，從生理學(xué)觀點(diǎn)來看，凡是干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，即不需要的聲音，統(tǒng)稱為噪聲。當(dāng)噪聲對人及周圍環(huán)境造成不良影響時(shí)，就形成噪聲污染。

 一般來說，在城市中，高層建筑往往樓層越高，噪音會(huì)越大，1-5層噪聲最小，10-15層中等水平，24層最大，再高層的噪音又會(huì)逐漸回落。因?yàn)闃菍釉礁?，俯瞰的范圍越大，遠(yuǎn)處馬路的噪音能傳播過來，相對的有效噪音源多，24層俯瞰的范圍達(dá)到最大，有效噪音源最多，理論上說24層受噪音影響最重；樓層低，很多可能直達(dá)的噪音源被其他建筑或植物遮蓋和阻擋了，噪音小，往往1層噪音最小

聲音的頻率是用Hz作單位（赫茲），一般人所能聽到的聲音在20Hz--20000Hz之間;

低頻噪音  頻率在200赫茲以下

我國對于低頻噪音的聲音頻率范圍訂為 20~200Hz ，其中對人體影響較為明顯之頻率，主要為 3-50Hz 之頻率范圍。在人耳范圍內(nèi)是在20Hz--200Hz是低頻，即在一秒內(nèi)震動(dòng)20到200次所發(fā)出無規(guī)律的聲音稱之為低頻噪音。

低頻噪音產(chǎn)生的聲源有如下一些地方：

1.平板的振動(dòng)：如大型振動(dòng)、道路橋梁、溢水水壩水流等。水泵房低頻噪聲

2.氣流的振動(dòng)：空氣壓縮機(jī)、真空幫浦等壓縮膨脹。

3.氣體非常態(tài)激振：如大型送風(fēng)機(jī)之旋轉(zhuǎn)失速。

4.空氣的急速壓縮、開放：如爆破、鐵路列車高速通過隧道等。

低頻噪音的聲學(xué)特征

低頻噪音與高頻噪音不同，高頻噪音隨著距離越遠(yuǎn)或遭遇障礙物，能迅速衰減，如高頻噪音的點(diǎn)聲源，每10米距離就能下降6分貝。而低頻噪音卻遞減得很慢，聲波又較長，能輕易穿越障礙物，長距離奔襲和穿墻透壁直入人耳。振動(dòng)、低頻噪音和一般的噪聲都有一個(gè)共同的性質(zhì)，都是一種振動(dòng)的波、是能量傳播的一種方式。

低頻噪音的傳播途徑

低頻噪音按傳播途徑主要分為結(jié)構(gòu)傳聲、空氣傳聲及駐波，其中駐波危害最重。結(jié)構(gòu)傳聲是指安裝在大樓內(nèi)的變壓器、水泵、中央空調(diào)主機(jī)通過居住大樓的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大梁、承重梁將低頻振動(dòng)的聲波傳導(dǎo)到各家各戶?？諝鈧髀暿侵傅皖l噪音通過空氣直接傳播到小區(qū)住家戶。駐波是指低頻噪音在傳播過程中經(jīng)過多次反射形成駐波，低頻噪音在波腹中的振幅最強(qiáng)，對人的健康危害最重。

低頻噪音對健康的危害

凡是噪聲都會(huì)對人體產(chǎn)生危害，雖然低頻噪音對生理的直接影響沒有高頻噪音那  低頻噪音來源
么明顯，而低頻噪音更會(huì)對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)的影響。但是，現(xiàn)在這種低頻噪音所產(chǎn)生的危害還沒有得到人們足夠的重視。下面我們從國內(nèi)外專家的科學(xué)研究中、在對生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場接觸低頻噪音的工人調(diào)查分析中可以得出結(jié)論。

中頻噪音

頻率在 500Hz~2000Hz為中頻，目前我們?nèi)粘Ｉ钪兴牭降脑胍艚^大多部分就是這個(gè)頻段的聲音

高頻噪音  高頻則是2000Hz~16000Hz之間

高頻音是指頻率高的聲音，也被稱為“蚊音”、“無聲鈴音”、“大人聽不到的鈴聲”。人類的耳朵能夠分辨的聲音處在15赫茲到2萬赫茲的范圍之內(nèi)。一般來說，人類用于交流的各種聲音都處在200赫茲到8000赫茲的范圍之內(nèi)。但科學(xué)研究顯示，隨著人年齡的增大，人的聽力也會(huì)逐漸衰退。因此在17000赫茲的高頻聲音面前，年輕人可能十分敏感，但上了一定年紀(jì)的人就像聾子一樣聽而不聞。但是這種聲音會(huì)損害耳朵，嚴(yán)重者會(huì)有失聰?shù)默F(xiàn)象。

次聲波  20Hz以下

次聲波不容易衰減，不易被水和空氣吸收。而次聲波的波長往往很長，因此能繞開某些大型障礙物發(fā)生衍射。某些次聲波能繞地球2至3周。某些頻率的次聲波由于和人體器官的振動(dòng)頻率相近，容易和人體器官產(chǎn)生共振，對人體有很強(qiáng)的傷害性，危險(xiǎn)時(shí)可致人死亡。

次聲波的產(chǎn)生

在自然界中，海上風(fēng)暴、火山爆發(fā)、大隕石落地、海嘯、電閃雷鳴、波浪擊岸、水中漩渦、空中湍流、龍卷風(fēng)、磁暴、極光等都可能伴有次聲波的發(fā)生.在人類活動(dòng)中，  次聲波的波形
諸如核爆炸、導(dǎo)彈飛行、火炮發(fā)射、輪船航行、汽車爭馳、高樓和大橋搖晃，甚至像鼓風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)、擴(kuò)音喇叭等在發(fā)聲的同時(shí)也都能產(chǎn)生次聲波。據(jù)研究稱，著名的“殺人樂曲“《黑色星期天》所彈奏的旋律也是屬于次聲波。

次聲波的特點(diǎn)

次聲波的特點(diǎn)是來源廣、傳播遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng).次聲的聲波頻率很低，一般均在20Hz以下，波長卻很長，傳播距離也很遠(yuǎn).它比一般的聲波、光波和無線電波都要傳得遠(yuǎn).例如，頻率低于1Hz的次聲波，可以傳到幾千以至上萬千米以外的地方.次聲波具有極強(qiáng)的穿透力，不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅(jiān)固的鋼筋水泥構(gòu)成的建筑物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機(jī)都不在話下.次聲波的傳播速度和可聞聲波相同，由于次聲波頻率很低。大氣對其吸收甚小，當(dāng)次聲波傳播幾千千米時(shí)，其吸收還不到萬分之幾，所以它傳播的距離較遠(yuǎn)，能傳到幾千米至十幾萬千米以外。1883年8月，南蘇門答臘島和爪哇島之間的克拉卡托火山爆發(fā)，產(chǎn)生的次聲波繞地球三圈，全長十多萬公里，歷時(shí)108小時(shí)．1961年，蘇聯(lián)在北極圈內(nèi)新地島進(jìn)行核試驗(yàn)激起的次聲波繞地球轉(zhuǎn)了5圈。7 000 Hz的聲波用一張紙即可阻擋，而7 Hz的次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土．地震或核爆炸所產(chǎn)生的次聲波可將岸上的房屋摧毀．次聲如果和周圍物體發(fā)生共振，能放出相當(dāng)大的能量。如4 Hz～8 Hz的次聲能在人的腹腔里產(chǎn)生共振，可使心臟出現(xiàn)強(qiáng)烈共振和肺壁受損。

次聲波的危害

次聲波會(huì)干擾人的神經(jīng)系統(tǒng)正常功能，危害人體健康。一定強(qiáng)度的次聲波，能使人頭暈、惡心、嘔吐、喪失平衡感甚至精神沮喪。有人認(rèn)為，暈車、暈船就是車、船在運(yùn)行時(shí)伴生的次聲波引起的。住在十幾層高的樓房里的人，遇到大風(fēng)天氣，往往感到頭暈、惡心，這也是因?yàn)榇箫L(fēng)使高樓搖晃產(chǎn)生次聲波的緣故。更強(qiáng)的次聲波還能使人耳聾、昏迷、精神失常甚至死亡。

超聲波  20000Hz以上

它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。

通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1兆赫茲～5兆赫茲。理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個(gè)物體振動(dòng)的能量與振動(dòng)頻率成正比，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高，因而能量很大.在中國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)空氣濕度，這就是超聲波加濕器的原理。如咽喉炎、氣管炎等疾病，很難利用血流使藥物到達(dá)患病的部位，利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠提高療效。利用超聲波巨大的能量還可以使人體內(nèi)的結(jié)石做劇烈的受迫振動(dòng)而破碎，從而減緩病痛，達(dá)到治愈的目的。超聲波在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用非常廣泛，像現(xiàn)在的彩超、B超、碎石（例如膽結(jié)石、腎結(jié)石祛眼袋 之類的）,還能破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu)，對物品進(jìn)行殺菌消毒。 

超聲波產(chǎn)生

超聲波是指振動(dòng)頻率大于20000Hz以上的，其每秒的振動(dòng)次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的一般上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng)模式，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會(huì)傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲波頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超聲成象所用的頻率范圍在 2∽5兆Hz之間，常用為3∽3.5兆Hz（每秒振動(dòng)1次為1Hz，1兆Hz=10^6Hz,即每  超聲波熔接器
秒振動(dòng)100萬次，可聞波的頻率在16－20，000HZ 之間）。 　　超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律，與可聽聲波的規(guī)律沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：傳播特性──超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波的波長越短，該特性就越顯著。功率特性──當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí)，推動(dòng)空氣中的微粒往復(fù)振動(dòng)而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強(qiáng)度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由于超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的?？栈饔茅ぉぎ?dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，由于液體微粒的劇烈振動(dòng)，會(huì)在液體內(nèi)部產(chǎn)生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會(huì)使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而產(chǎn)生幾千到上萬個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)。微粒間這種劇烈的相互作用，會(huì)使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發(fā)生乳化，且加速溶質(zhì)的溶解，加速化學(xué)反應(yīng)。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱為超聲波的空化作用。 　　頻率高于2×10千赫茲的聲波。研究超聲波的產(chǎn)生、傳播、接收，以及各種超聲效應(yīng)和應(yīng)用的聲學(xué)分支叫超聲學(xué)。產(chǎn)生超聲波的裝置有機(jī)械型超聲發(fā)生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應(yīng)和電磁作用原理制成的電動(dòng)超聲發(fā)生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應(yīng)和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)制成的電聲換能器等。

超聲波的兩個(gè)主要參數(shù)： 　　

頻率：F≥20KHz（在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)樾Ч嗨疲ǔ０袴≥15K的聲波也稱為超聲波）； 　　

功率密度：p=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2;

超聲波應(yīng)用

超聲效應(yīng)已廣泛用于實(shí)際，主要有如下幾方面：

①超聲檢驗(yàn)

超聲波的波長比一般聲波要短，具有較好的方向性，而且能透過不透明物質(zhì)，這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術(shù)。超聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內(nèi)部形象的技術(shù)。把從換能器發(fā)出的超聲波經(jīng)聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息（如對聲波的反射、吸收和散射的能力），經(jīng)聲透鏡匯聚在壓電接收器上，所得電信號輸入放大器，利用掃描系統(tǒng)可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術(shù)已在醫(yī)療檢查方面獲得普遍應(yīng)用，在微電子器件制造業(yè)中用來對大規(guī)模集成電路進(jìn)行檢查，在材料科學(xué)中用來顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等。聲全息術(shù)是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù)，其原理與光波的全息術(shù)基本相同，只是記錄手段不同而已（見全息術(shù)）。用同一超聲信號源激勵(lì)兩個(gè)放置在液體中的換能器，它們分別發(fā)射兩束相干的超聲波：一束透過被研究的物體后成為物波，另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光束照射聲全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時(shí)產(chǎn)生的衍射效應(yīng)而獲得物的重現(xiàn)像，通常用攝像機(jī)和電視機(jī)作實(shí)時(shí)觀察。

②超聲處理

利用超聲的機(jī)械作用、空化作用、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，可進(jìn)行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)部門獲得了廣泛應(yīng)用。

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