人是否能聽到所有頻率的聲波呢?
其實一般人只能聽到頻率 (\(f\)) 為 20 \(\text{Hz}\) 至 20 000 \(\text{Hz}\) 的聲音。這個範圍稱為:
聽頻範圍: 20 \(\text{Hz}\) < \(f\) < 20 000 \(\text{Hz}\)
聽頻範圍 (audible frequency range) 的頻率之聲音則稱為「聽頻聲音」。留意每個人的聽頻範圍是會存在差異的。再者,隨著人的年紀增長,他/她所能聽到的聲波之頻率範圍便收窄;會聽不到頻率較高的聲音。
其他動物能聽到聽頻範圍以外頻率的聲音嗎?
頻率比聽頻聲音高的聲波(\(f\) > 20 000 \(\text{Hz}\)),稱為 超聲波 (ultrasound)。一般人不會聽見頻率如此高的聲音,但一些動物如狗、蝙蝠能聽見這些聲波(見)。
另外,頻率比聽頻聲音低的聲波(\(f\) < 20 \(\text{Hz}\)),稱為 次聲波 (infrasound)。一般人不會聽見頻率如此低的聲音,但大象、長頸鹿和老虎等動物能發出和聽見這些聲波。
本節接下來我們會關注超聲波。如前所述,超聲波是一種超過人類聽覺範圍 (20 - 20 000 \(\text{Hz}\)) 的高頻聲波:
任何頻率 高於 20 \(\text{kHz}\) 的聲波,可稱為超聲波。
我們可以如那般設置,測試自己的耳朵是否確實不會聽到這些聲波。
【動物利用超聲波】雖然人的耳朵不能聽到超聲波,但很多動物如狗等能聽到超聲波。一些動物如海豚等(),能發出並利用超聲波與同類溝通。蝙蝠甚至會利用超聲波來感應身處的環境情況,方法如下():
【超聲波的應用】超聲波同樣有反射、折射、繞射、干涉這些特性,但波長比可聽聲短很多,令它有不易繞射和高功率的優點,所以被廣泛應用於不同領域上: