3-1 聲音的產生 聲音的產生是與物體的振動有關。當物體振動時會產生聲音；物體停止振動時，聲音就消失了。試做看看下列的活動，就能體會聲音與振動的關係。 在鼓面上灑一些米粒 撥動橡皮筋 敲敲看音叉 想想看 把手指放在喉嚨發聲處，並說話看看，你的手指會感覺到振動？為什麼？

撥動橡皮筋 如右圖，用一隻手將橡皮筋撐開，以另一隻手的手指撥動橡皮筋，你聽見橡皮筋發出的聲音嗎？

以小槌敲擊音叉，將音叉靠近耳邊，你是否聽到音叉發出聲音？如右圖，再敲擊音叉一次，然後迅速將音叉接觸水面，你看見水面發生了什麼變化？

想想看之參考答案： 我們的手指會感覺到振動。我們能夠說話發出聲音來是因為聲帶的振動。

3-2 聲音的傳播 聲音是如何傳到我們的耳朵中呢？ 3-2 　聲音的傳播 聲音是如何傳到我們的耳朵中呢？     17世紀時英國的科學家波以耳 (Robert Boyle, 1627-1691) 做了一個玻璃罩實驗。 傳遞聲音的物質－介質 1.波以耳的實驗證實了聲音在真空中是無法傳播的，聲音是需要藉由其他物質才能傳遞的。像空氣這種能傳遞聲音的物質，我們稱為介質。試做下面的活動，看看其它物質是否能傳遞聲音？

活動 3-2 傳遞聲音的物質

2.通常我們所聽到的聲音幾乎都是以空氣為傳聲介質，但從活動 3-2 ，我們知道聲音也可以經由其他物質傳播。但不同的介質傳遞聲音的快慢不同，下表中提供了一些介質傳遞聲音的速率。 聲音在幾種不同介質中傳播的速率 (200C)物質 傳播速率 (公尺/秒) 空氣 343 水 1463 木材 3352 鐵 5032

從上表中我們可以看出： a.聲音在固體中傳播最快，液體中次之，空氣中最慢。 b.當溫度不同時，介質傳播聲音的速率會改變。

3-3 回聲 回聲的產生 當聲音傳播至物體表面時，有部分聲音會被物體吸收，另一部分的聲音則會被反射。我們所聽到的回聲，便是反射回來的聲音。但在我們日常生活中，並不容易聽到回聲，因為產生回聲需要兩個條件： 1.反射聲音的物體要有較堅硬的表面。 柔軟的物體較會吸收聲音，不容易使聲音反射。而在所們生活周遭有太多可以吸收聲音的物質，如窗簾、衣服。 2.發出聲音的物體與反射聲音的物體表面，必須有足夠的距離 (一般來說大約在17公尺以上) 。因為我們的耳朵要分辨出原來的聲音與回聲，兩個聲音要間隔 0.1秒以上。所以我們聽到回聲通常都是在操場、山谷、洞穴或學校禮堂等較開闊的地方。

回聲的利用與防止 1.回聲可用來探測發音體與遠處物體的距離。 2.有些場所我們不希望有回聲的產生，例如音樂廳、歌劇院、禮堂等。 想想看 1.在空無一物的教室裏輕聲說話，會感覺到特別大聲；但教室內有很多的桌椅時，就不會有如此感覺了，為什麼？

2.如圖所示的傳聲筒，為何能將我們的聲音傳播至較遠處？

想想看之參考答案： 1.當教室內空無一物時，聲音很容易經由牆壁一再反射至我們的耳中。但教室內有很多的桌椅時，聲音受到桌椅的阻礙與吸收，就不容易一再反射了。

3-4 多變的聲音 在這個有聲的世界裏，聲音是如此的多變：有高音、有低音；有大聲、有小聲；還有各種不同特色的聲音。這些聲音差異在那裏？人類所聽到的聲音與動物所聽到的聲音一樣？ 1.聲音的變化我們可以簡單歸納成三個要素： (1)響度 聲音的大小稱為響度，與物體的振動幅度有關。發音體振動的幅度越大，產生的聲音也越大；振動的幅度越小，產生的聲音也越小。科學上，我們採用分貝 (dB) 做為表示聲音強度的單位，以人耳所能聽見的最小聲音強度定為 0 分貝，每增加 10 分貝，聲音強度就增加 10 倍。分貝數值越大，表示聲音越大。

(2)音調 聲音的高低稱為音調，與發音體振動的快慢有關。物體振動時，每秒鐘振動的次數稱為此物體的振動頻率，單位是 1/秒，稱為赫 (Hz)。 例如某物體每秒鐘振動 10 次，我們就說其振動頻率是 10 赫。發音體振動得越快(即振動頻率越大)，產生的聲音音調就越高；發音體振動得越慢(即振動頻率越小)，產生的聲音音調就越低。在音樂上，我們使用 Do, Re, Mi, Fa 等來表示聲音的高低；但在科學上，是使用物體的振動頻率來表示音調的高低。

(3)音色 每個發音體所發出的聲音，都有自己的特殊音色。所以打電話回家時，聽到家人的回話聲，就知道是誰接聽你的電話。樂隊演奏時，雖然不同樂器彈奏出的聲音，其音調、響度相同，但我們仍可分辨出是那些不同的樂器在演奏。

共鳴 當甲、乙兩音叉的振動頻率相同時，若使甲音叉振動而發出聲音，當聲音傳播至乙音叉時，乙音叉也會隨之產生振動而發出聲音，這種現象稱為共鳴。 樂器調音師即是利用樂器發出的聲音與音叉產生共鳴，來調整的音調高低。此外，如吉他等絃樂器都有共鳴箱，可使絃線所發出的聲音與之共鳴，不僅能使聲音不會馬上消失，更可增強聲音的響度。

1.取兩個頻率相同的音叉，分別標示為音叉Ａ與音叉Ｂ；另一個頻率不同的音叉標示為Ｃ。

2.如圖所示，以小槌敲擊Ａ音叉使之發出聲音，再用手握住Ａ音叉，原來靜止的Ｂ音叉是否會產生振動而發出聲音？

3.將上圖中的Ｂ音叉改用Ｃ音叉代替，重覆相同的步驟，原來靜止的Ｃ音叉是否會產生振動而發出聲音？

超聲波 人耳所能聽到的聲音頻率範圍約在 20~20000 赫之間。若發音體振動的頻率低於 20 赫或高於 20000 赫，我們便聽不到此發音體發出的聲音。而動物所能聽到的聲音頻率範圍與人類並不相同。振動頻率超過 20000 赫的聲音稱為超聲波 （一般又稱超音波） 。 超聲波在醫學上的運用十分廣泛，可以檢查人體內患病的部位和範圍，也看到母體內的胎兒（如下圖）。甚至運動傷害上的物理復健也都運用到超聲波。另外，利用超聲波的高頻率，也可以清洗浸在溶劑中的精密儀器或工具。眼鏡行替顧客清洗眼鏡也是利用超聲波。

3-5 噪音防制 一般來說，聽了令人感到不舒服的聲音都可稱為「噪音」。長期生活在噪音的環境中，對人體生理及心理上都會造成不良的影響 (如下圖所示) ，更甚者會永久失去聽覺。

既然噪音如此嚴重影響我們的生活，那麼改善我們的環境噪音是相當必要的。除了靠政府的法令規範與管制稽查外，所有民眾也要負起責任，先從自己做起。 行政院環保署為國中小學生提供了一個網頁，我們可從這了解一些關於水、空氣與噪音等污染的常識及防制。