正文 第256章 物理学之声学 下

    次声学主要是研究大气中周期为一秒至几小时的压力起伏。火山爆发、地震、风暴、台风等自然现象都是次声源。研究次声可以更深入地了解上述这些自然现象。次声在国防研究上也有重要应用，可以用来侦察和辨认大型爆破、火箭发射等。大气对次声的吸收很小，比较大的火山爆发，氢弹试验等产生的次声绕地球几周仍可被收到，可用次声测得这些事件。固体地球内声波的研究已发展为地震学。

    研究液氦中的声传播也很有意义。早在40年代，Л.Д.朗道就预计液氦温度低于λ?点时可能有周期性的温度波动，后来将这种温度波称为第二声，而压力波为第一声。对第一声和第二声的研究又得到另外两种声：第三声超流态氦薄膜上超流体的纵波，第四声多孔材料孔中液氦中超流体内的压缩波。深入研究这些现象都已经成为研究液氦的物理特性尤其是量子性质的重要手段。

    声波可以透过所有物体：不论透明或不透明的，导电或非导电的，包括了其他辐射（如电磁波等）所不能透过的物质。因此，从大气、地球内部、海洋等宏大物体直到人体组织、晶体点阵等微小部分都是声学的实验室。近年来在地震观测中，测定了固体地球的简正振动，找出了地球内部运动的准确模型，月球上放置的地声接收器对月球内部监测的结果，也同样令人满意。进一步监测地球内部的运动，最终必将实现对地震的准确预报。从而避免大量伤亡和经济损失。

    通信应用

    语言通信：主要研究语言的分析、合成和机器识别问题。录放声设备和电子计算机的发展在这些工作中起了很大促进作用。已作到语言可以根据打字文稿按声学规律合成声音，有限词汇的口语可以用机器自动识别。口语也可以转化为电码或由电码再转换为声音（声码器）并保存原来口语的特性。现在语言通信的设备还比较复杂，系统的质量和局限还有待于改进。这种改进不仅是技术上的。更重要的是对语言的产生和感知的基本理解。这只有深入进行语言和听觉的基础研究才能得到解决，而不是近期所能完成的。

    医疗应用

    除了助听、助语设备外，声学在医学中还有很多可以应用的方面，但发展都很不够或根本未发展，特别是在治疗方面。有迹象说明低强度超声可加速伤口愈合，同时施用超声和x射线可使对癌症的辐射治疗更加有效，超声辐射可治愈脑血栓等，但这些都未形成常规的治疗手段。主要原因是不能确定适当的剂量，超声治疗的机理不明。不清楚是局部加热的结果，还是促进体液的流动起的作用。

    超声检查体内器官并加以显示的方法有广泛的应用声波可透过人体并对体内任何阻抗的变化灵敏（折射、反射），因此超声透视颅内、心脏或腹内的某些功效远非x射线可比，而且不存在辐射病，但使用时也有局限。超声全息用于体内无损检测的技术则尚待发展。达到临床使用的超声技术还包括利用多普勒效应查体内运动（包括胎儿运动及血管内血液的流速等），神经外科在脑的深部用聚焦的超声波造成破坏而不影响大脑的其他部分，利用超声处理治疗人耳中的平衡机构等。牙科用超声钻钻牙而丝毫不影响软组织，可以大大减少病人的不适。

    环保应用

    当代重大环境问题之一是噪声污染，社会上对环境污染的意见（包括控告）有一半是噪声问题。除了长期在较强的噪声(90db以上)中工作要造成耳聋外。不太强的噪声对人也会形成干扰。例如噪声级到70db，对面谈话就有困难，50db环境下睡眠、休息已受到严重影响。近年来，对声源发声机理的研究受到注意。也取得了不少成绩。例如，撞击声、气流声、机械振动声等的理论研究都取得重要成果，根据噪声发生的机理可求得控制噪声的有效方法。

    建筑学应用

    环境科学不但要克服环境污染。还要进一步研究造成适于人们生活和活动的环境。使在厅堂中听到的讲话清晰、音乐优美是建筑声学的任务，厅堂音质的主要问题是室内的混响。宿舍、公寓建筑的声学问题主要不是研究室内音质（因为房间都很小。混响时间不长），而常常是研究隔声。即要求尽量减小邻居之间的互相干扰：如楼上走路，楼下听得很清楚。隔声大小与墙壁或楼板的厚度（或单位面积的质量）直接有关，但建筑界的倾向是向轻结构发展，与隔声要求正相反，这就给声学家提出难题，劲度控制也许是解决这个矛盾的方法，但还需要做大量工作。城市噪声控制和音质涉及了多方面的问题，非常复杂，许多学科的专家都为此做出了重要贡献，但还有待更深入的进展。

    声学与振动

    《声学与振动》openjornalofacosticsandvibration是一本关注声学与振动领域最新进展的国际中文期刊，由汉斯出版社出版发行。主要刊登声学与振动领域最新技术及成果展示的相关学术论文。支持思想创新、学术创新，倡导科学，繁荣学术，集学术性、思想性为一体，旨在为了给世界范围内的科学家、学者、科研人员提供一个传播、分享和讨论声学与振动领域内不同方向问题与发展的交流平台。

    研究领域：

    声学

    普通线性声学

    非线性声学

    流体动力声学

    超声学、量子声学和声学效应

    次声学

    水声和海洋声学

    结构声学和振动

    噪声、噪声效应及其控制

    建筑声学与电声学

    声学信号处理

    生理、心理声学和生物声学

    语言声学和语音信号处理

    音乐声学

    声学换能器、声学测量及方法

    声学测量方法

    声学材料

    信息科学中的声学问题

    与声学有关的其它物理问题和交叉学科

    振动与波

    线性振动力学

    非线性振动力学

    弹性体振动力学

    随机振动力学

    振动控制理论

    固体中的波

    流体—固体耦合振动

    振动与波其他学科(未完待续。。)