1.1.1 按照頻率分類

聲波的頻率就是聲源振動的頻率，即每秒鐘聲源來回往復振動的次數。頻率的單位通常用Hz（赫茲）來表示，簡稱赫。聲波的頻率對人耳的聽覺感受影響很明顯。按照聲波的頻率不同，聲音可以分為次聲波、超聲波和人耳可聽聲3種，如圖1-1所示。

圖1-1 聲音按照頻率分類

1.人耳可聽聲

人耳可以聽到的聲音頻率范圍是20Hz～20kHz，介于這段頻率之間的聲音是人耳可聽聲，而老年人的高頻聲音減少到10000Hz（或可以低到6000Hz）左右。其中，500Hz以下為低頻， 500Hz～2000Hz為中頻，2000Hz以上為高頻。一般音樂的頻率范圍大致在40Hz～5000Hz之間；人說話的頻率范圍大致在100Hz～800Hz之間，因此，語言的頻率范圍主要集中在中頻。

2.超聲波

超聲波是指頻率高于20kHz（每秒鐘振動20000次以上）的聲波，它和正常聲波（20Hz ～20000Hz）一樣，遇到障礙物后會向原傳播方向的反方向傳播，超聲波頻率高、方向性好、穿透力強，可以廣泛地應用于測距、測速、清洗、焊接、碎石和醫學診斷等領域。由于超聲波的振動頻率高于人耳的聽閾范圍，因此超聲波也是人耳無法聽到的。蝙蝠就能夠聽見頻率高達120000Hz的超聲波，它發出的聲波頻率也可達到120000Hz。蝙蝠發出的聲音，頻率通常在45000Hz～90000Hz范圍內。狗能夠聽見高達50000Hz的超聲波，貓能夠聽見高達60000Hz以上的超聲波，但是狗和貓發出的聲音，都在幾十到幾千Hz的范圍內。

超聲波的應用主要有：①利用超聲波的巨大能量可以把人體內的結石擊碎；清理金屬零件、玻璃和陶瓷制品的污垢。如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動會沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈。②用超聲波探測金屬、陶瓷混凝土制品，甚至水庫大壩，檢查內部是否有氣泡、空洞和裂紋。③人體各個內臟的表面對超聲波的反射能力是不同的，健康內臟和病變內臟的反射能力也不一樣。平常所說的“B超”就是根據內臟反射的超聲波進行造影，幫助醫生分析體內的病變。

3.次聲波

次聲波是指頻率低于20Hz的聲波。次聲波比其他聲波（10Hz以上的聲波）更對人有破壞力，一部分可引起人體血管破裂導致死亡，但是這類聲波的產生條件極為苛刻，能讓人遇上的幾率很低。一般地震、火山爆發、風暴、海浪沖擊、槍炮發射和熱核爆炸等都會產生次聲波，它對人體能夠造成危害，引起頭痛、嘔吐和呼吸困難等癥狀。由于次聲波的振動頻率低于人耳的正常接收范圍，所以次聲波也是人耳無法聽到的，科學家借助儀器可以“聽到”它。

次聲波的應用主要有：①通過研究自然現象所產生的次聲波的特性和產生的機理，更深入地研究和認識這些自然現象的特征與規律。例如，利用極光所產生的次聲波，可以研究極光活動的規律。②利用所接收到的被測聲源產生的次聲波，可以探測聲源的位置、大小和研究其他特性。例如，通過接收核爆炸、火箭發射或者臺風產生的次聲波，來探測出這些次聲源的有關參量。③預測自然災害性事件。許多災害性的自然現象，如火山爆發、龍卷風、雷暴和臺風等，在發生之前可能會輻射出次聲波，人們就有可能利用這些前兆現象來預測和預報這些災害性自然事件的發生。④次聲波在大氣層中傳播時，很容易受到大氣介質的影響，它與大氣層中的風和溫度分布等因素有著密切的聯系。因此，可以通過測定自然或人工產生的次聲波在大氣中的傳播特性，探測出某些大規模氣象的性質和規律。這種方法的優點在于可以對大范圍大氣進行連續不斷的探測和監視。⑤通過測定次聲波與大氣中其他波動的相互作用的結果，探測這些活動特性。例如，在電離層中次聲波的作用使電波傳播受到行進性干擾，可以通過測定次聲波的特性，進一步揭示電離層擾動的規律。⑥人和其他生物不僅能夠對次聲波產生某些反應，而且他（或它）們的某些器官也會發出微弱的次聲波。因此，可以利用測定這些次聲波的特性來了解人體或其他生物相應器官的活動情況。