音波如何以電波形式傳送

資料來源
科學研習月刊40-7
文/ 林鼎然

為什麼我們可以打電話給在各個地方的朋友呢?
因為我們大家都有電話啊…電話 和電話之間都有電話線來連接啊!

那為什麼聲音可以在電話線裡面跑來跑去呢? 難道聲音可以變成電?
沒錯,在我們這篇文章中,我們 將告訴你聲音如何轉成電,你也將” 看到”自己聲音的樣子,很奇妙吧! 讓我們一起進入聲音的神秘世界吧!
圖一
圖二

聲音大一點…小一點…聲音很高…聲音很低…代表什麼意思?
大家可以試試看摸著喉嚨說話, 看看有沒有振動的感覺? 有對不對啊? 那是因為當你 在說話時, 你 喉嚨中的聲帶 會振動 (圖一); 當我們用尖叫 的聲音說話時,我們可以感覺到喉嚨 振動很快,也就是頻率很高 (物體在一定 時間裡振動次數愈多,我們可以說” 它振動的頻率愈高”) ,當我們用較低 沉的聲音說話時,我們可以感覺到喉 嚨振動的比較慢,也就是頻率較低; 接下來, 我們再來 試一下大 小聲的感 覺:將你 的手掌擋 在嘴巴, 前面(圖二),然後用力大聲說話, 你的 手會感覺到一股較大的氣流,若再小 小聲講話,你的手感覺到空氣的氣流 就小小的,聲音大小所產生的壓力變 化也就不同。
所以我們知道, 說話聲音越尖銳,空氣振動頻率越高;說話聲音越低沉,空氣振動頻率越低; 說話聲音越大聲,空氣壓力越大;
說話聲音越小聲, 空氣壓力越小:。

有沒有看過自己的聲音?
想必各位都有用耳朵聽過聲音 吧,聽聽音樂,聽聽朋友講話,但有 沒有人曾經用眼睛看過自己的聲音 呢?在這裡,我會用一個實驗來帶大 家進入這個奇妙的世界,我也會向大 家解釋其中奧妙, 也就是聲音的成 分,也許大部分的人都沒有機會做這 個實驗,但是在這裡,我會將過程用 圖片來向大家解釋,相信看完這段文 章後,你對聲音會有更詳細的認識, 所以趕快繼續看下去吧! 主要實驗器材(圖三):
麥克風(傳聲器)
麥克風裡面有一個感應器,通常 是石英或陶瓷的薄膜材料,它是一個 可以感受到來自空氣振動的裝置( 圖 三),隨著空氣壓力的不同,會產生不 同的電壓值,所以麥克風是將聲音轉 變成電訊號的重要工具;當你大聲對 它講話時, 它會感覺到大的空氣壓 力,當你小聲講話時,它會感覺到小 的空氣壓力,當你高音講話時,它會 感覺到高的空氣振動頻率,當你低音 講話時,它會感覺到低的空氣振動頻 率;( 要注意喔,聲音的傳送是靠空 氣,所以在沒空氣的地方就聽不見聲 音,例如:太空中)。
示波器
示波器原本的意思是”展示電訊 號波形的機器”,而在這裡,我們會 將麥克風和示波器連接,它的任務就 是將麥克風所感覺到的振動,不論是 聲音的大小,或是聲音的頻率高低, 都將忠實的表現在螢幕上(圖三),如 此我們便可以看到聲音變成電波的 樣子。(由於麥克風所接收到的信 號都很小,所以我們會在麥克風 和示波器之間接上一個叫做”放大 器”的裝置,將波形放大,才能看 的清楚) ;在示波器上,橫軸代表時 間,所以若有一個振動很快的波出現 的話,那麼在一定的時間內,會相當 密集, 而一個振動很慢的波出現的 話,則會比較疏鬆;縱軸代表大小,所 以當有一個很大的波的時候,它的振 動幅度(也就是振幅)會很大,若是那個 波的很小的話,那麼它的振幅就會很 小(圖四)
圖三
 
圖四