聲學(xué)又是當(dāng)前物理學(xué)中最活躍的學(xué)科之一。聲學(xué)日益密切地同聲多種領(lǐng)域的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)緊密聯(lián)系,形成眾多的相對(duì)獨(dú)立的分支學(xué)科,從最早形成的建筑聲學(xué)、電聲學(xué)直到目前仍在“定型”的“分子—量子聲學(xué)”、“等離子體聲學(xué)”和“地聲學(xué)”等等,目前已超過(guò)20個(gè),并且還有新的分支在不斷產(chǎn)生。其中不僅涉及包括生命科學(xué)在內(nèi)的幾乎所有主要的基礎(chǔ)自然科學(xué),還在相當(dāng)程度上涉及若干人文科學(xué)。這種廣泛性在物理學(xué)的其它學(xué)科中,甚至在整個(gè)自然科學(xué)中也是不多見(jiàn)的。 在發(fā)展初期,聲學(xué)原是為聽(tīng)覺(jué)服務(wù)的。理論上,聲學(xué)研究聲的產(chǎn)生、傳播和接收;應(yīng)用上,聲學(xué)研究如何獲得悅耳的音響效果,如何避免妨礙健康和影響工作的噪聲,如何提高樂(lè)器和電聲儀器的音質(zhì)等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)聲波的很多特性和作用,有的對(duì)聽(tīng)覺(jué)有影響,有的雖然對(duì)聽(tīng)覺(jué)并無(wú)影響,但對(duì)科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)卻很重要,例如,利用聲的傳播特性來(lái)研究媒質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),利用聲的作用來(lái)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)等等。因此,在近代聲學(xué)中,一方面為聽(tīng)覺(jué)服務(wù)的研究和應(yīng)用得到了進(jìn)一步的發(fā)展,另一方面也開(kāi)展了許多有關(guān)物理、化學(xué)、工程技術(shù)方面的研究和應(yīng)用。聲的概念不再局限在聽(tīng)覺(jué)范圍以內(nèi),聲振動(dòng)和聲波有更廣泛的含義,幾乎就是機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的同義詞了。 自然界從宏觀世界到微觀世界,從簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)到復(fù)雜的生命運(yùn)動(dòng),從工程技術(shù)到醫(yī)學(xué)、生物學(xué),從衣食住行到語(yǔ)言、音樂(lè)、藝術(shù),都是現(xiàn)代聲學(xué)研究和應(yīng)用的領(lǐng)域。 聲學(xué)的分支可以歸納為如下幾個(gè)方面: 從頻率上看,最早被人認(rèn)識(shí)的自然是人耳能聽(tīng)到的“可聽(tīng)聲”,即頻率在20Hz~20000Hz的聲波,它們涉及語(yǔ)言、音樂(lè)、房間音質(zhì)、噪聲等,分別對(duì)應(yīng)于語(yǔ)言聲學(xué)、音樂(lè)聲學(xué)、房間聲學(xué)以及噪聲控制;另外還涉及人的聽(tīng)覺(jué)和生物發(fā)聲,對(duì)應(yīng)有生理聲學(xué)、心理聲學(xué)和生物聲學(xué);還有人耳聽(tīng)不到的聲音,一是頻率高于可聽(tīng)聲上限的,即頻率超過(guò)20000Hz的聲音,有“超聲學(xué)”,頻率超過(guò)500MHz的超聲稱為“特超聲”,當(dāng)它的波長(zhǎng)約為10〈-8〉m量級(jí)時(shí),已可與分子的大小相比擬,因而對(duì)應(yīng)的“特超聲學(xué)”也稱為“微波聲學(xué)”或“分子聲學(xué)”。超聲的頻率還可以高10〈14〉Hz。二是頻率低于可聽(tīng)聲下限的,即是頻率低于20Hz的聲音,對(duì)應(yīng)有“次聲學(xué)”,隨著次聲頻率的繼續(xù)下降,次聲波將從一般聲波變?yōu)椤奥曋亓Σā保@時(shí)必須考慮重力場(chǎng)的作用;頻率繼續(xù)下降以至變?yōu)椤皟?nèi)重力波”,這時(shí)的波將完全由重力支配。次聲的頻率還可以低至10-4Hz。需要說(shuō)明的是,從聲波的特性和作用來(lái)看,所謂20Hz和20000Hz并不是明確的分界線。例如頻率較高的可聽(tīng)聲波,已具有超聲波的某些特性和作用,因此在超聲技術(shù)的研究領(lǐng)域內(nèi),也常包括高頻可聽(tīng)聲波的特性和作用的研究。 從振幅上看,有振幅足夠小的一般聲學(xué),也可稱為“線性(化)聲學(xué)”,有大振幅的“非線性聲學(xué)”。 從傳聲的媒質(zhì)上看,有以空氣為媒質(zhì)的“空氣聲學(xué)”;還有“大氣聲學(xué)”,它與空氣聲學(xué)不同的是,它主要研究大范圍內(nèi)開(kāi)闊大氣中的聲現(xiàn)象;有以海水和地殼為媒質(zhì)的“水聲學(xué)”和“地聲學(xué)”;在物質(zhì)第四態(tài)的等離子體中,同樣存在聲現(xiàn)象,為此,一門尚未成型的新分支“等離子體聲學(xué)”正應(yīng)運(yùn)而生。 從聲與其它運(yùn)動(dòng)形式的關(guān)系來(lái)看,還有“電聲學(xué)”等等。 聲學(xué)的分支雖然很多,但它們都是研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的,這是它們的共性。只不過(guò)是與不同的領(lǐng)域相結(jié)合,研究不同的頻率、不同的強(qiáng)度、不同的媒質(zhì),適用于不同的范圍,這就是它們的特殊性。
聲學(xué)材料適用范圍?

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