1.1.1 按照频率分类

声波的频率就是声源振动的频率，即每秒钟声源来回往复振动的次数。频率的单位通常用Hz（赫兹）来表示，简称赫。声波的频率对人耳的听觉感受影响很明显。按照声波的频率不同，声音可以分为次声波、超声波和人耳可听声3种，如图1-1所示。

图1-1 声音按照频率分类

1.人耳可听声

人耳可以听到的声音频率范围是20Hz～20kHz，介于这段频率之间的声音是人耳可听声，而老年人的高频声音减少到10000Hz（或可以低到6000Hz）左右。其中，500Hz以下为低频， 500Hz～2000Hz为中频，2000Hz以上为高频。一般音乐的频率范围大致在40Hz～5000Hz之间；人说话的频率范围大致在100Hz～800Hz之间，因此，语言的频率范围主要集中在中频。

2.超声波

超声波是指频率高于20kHz（每秒钟振动20000次以上）的声波，它和正常声波（20Hz ～20000Hz）一样，遇到障碍物后会向原传播方向的反方向传播，超声波频率高、方向性好、穿透力强，可以广泛地应用于测距、测速、清洗、焊接、碎石和医学诊断等领域。由于超声波的振动频率高于人耳的听阈范围，因此超声波也是人耳无法听到的。蝙蝠就能够听见频率高达120000Hz的超声波，它发出的声波频率也可达到120000Hz。蝙蝠发出的声音，频率通常在45000Hz～90000Hz范围内。狗能够听见高达50000Hz的超声波，猫能够听见高达60000Hz以上的超声波，但是狗和猫发出的声音，都在几十到几千Hz的范围内。

超声波的应用主要有：①利用超声波的巨大能量可以把人体内的结石击碎；清理金属零件、玻璃和陶瓷制品的污垢。如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动会冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。②用超声波探测金属、陶瓷混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹。③人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样。平常所说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变。

3.次声波

次声波是指频率低于20Hz的声波。次声波比其他声波（10Hz以上的声波）更对人有破坏力，一部分可引起人体血管破裂导致死亡，但是这类声波的产生条件极为苛刻，能让人遇上的几率很低。一般地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、枪炮发射和热核爆炸等都会产生次声波，它对人体能够造成危害，引起头痛、呕吐和呼吸困难等症状。由于次声波的振动频率低于人耳的正常接收范围，所以次声波也是人耳无法听到的，科学家借助仪器可以“听到”它。

次声波的应用主要有：①通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理，更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。例如，利用极光所产生的次声波，可以研究极光活动的规律。②利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如，通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波，来探测出这些次声源的有关参量。③预测自然灾害性事件。许多灾害性的自然现象，如火山爆发、龙卷风、雷暴和台风等，在发生之前可能会辐射出次声波，人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生。④次声波在大气层中传播时，很容易受到大气介质的影响，它与大气层中的风和温度分布等因素有着密切的联系。因此，可以通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性，探测出某些大规模气象的性质和规律。这种方法的优点在于可以对大范围大气进行连续不断的探测和监视。⑤通过测定次声波与大气中其他波动的相互作用的结果，探测这些活动特性。例如，在电离层中次声波的作用使电波传播受到行进性干扰，可以通过测定次声波的特性，进一步揭示电离层扰动的规律。⑥人和其他生物不仅能够对次声波产生某些反应，而且他（或它）们的某些器官也会发出微弱的次声波。因此，可以利用测定这些次声波的特性来了解人体或其他生物相应器官的活动情况。