声学知识科普
声学知识点总结归纳
声学知识点总结归纳声学是物理学的一个分支，研究声音的产生、传播和接收。
声学知识在生活和工业中有着广泛的应用，包括音乐、通信、医学成像等领域。
下面我们将对声学的一些重要知识点进行总结归纳。
1. 声音的产生声音是由物体振动产生的一种机械波。
振动的物体使周围的空气受到压缩和膨胀，形成了一种往复的压力变化。
这些压力变化以波的形式传播，最终达到人的耳朵，被听觉系统解读为声音。
2. 声音的特性声音有三个基本特性：音调、响度和音色。
音调是指声音的高低，取决于声波的频率。
频率越高，音调越高。
响度是指声音的强度，取决于声波的振幅。
音色是指声音的质地或品质，取决于声波的波形。
3. 声波的传播声波在空气、水和固体中传播。
在空气中，声波的传播速度约为340米/秒，在水中约为1500米/秒，在固体中则因材料不同而有所差异。
声波的传播速度与该介质的性质有关。
4. 声音的衰减声音在传播过程中会逐渐衰减，使得声音的强度逐渐减小。
衰减的程度取决于声波在介质中的传播距离、介质的吸收能力以及其他环境因素。
5. 回声和吸音当声波遇到一个硬表面时，会产生反射，形成回声。
而当声波遇到一个软表面时，会被表面吸收，形成吸音。
这两种现象在建筑设计和音响工程中被广泛应用。
6. 声音的放大和过滤在音响设备中，可以通过放大器对声音进行放大，增加音响的响度。
而利用滤波器可以对声音进行过滤，去除特定频率的噪音。
7. 共振当外界声波的频率与一个物体的固有频率相同时，会引起共振现象。
共振会使得物体产生更大的振幅，加强声音的传播。
8. 声音的录制和重放声音可以通过话筒或麦克风录制下来，然后通过扬声器或耳机进行重放。
在录音和重放的过程中，需要考虑声音的采样率、量化精度和压缩算法等问题。
9. 声学仪器声学仪器包括声级计、频谱分析仪、示波器等，用于测量声音的响度、频谱和波形等特性。
10. 声学应用声学在音乐、通信、医学成像、地震监测等领域有着广泛的应用。
例如在音乐中，声学知识可以帮助乐器的设计和演奏技巧的改进；在通信中，声学知识可以帮助设计更好的话筒和扬声器；在医学成像中，声学知识可以帮助改进超声波成像技术。
声学基础知识
声学基础知识声音，是我们生活中无处不在的一部分。
从清晨鸟儿的鸣叫，到城市道路上的车水马龙声，从悠扬的音乐旋律，到人们日常的交谈，声音以各种形式存在着，并对我们的生活产生着深远的影响。
那么，什么是声学呢？声学是研究声音的产生、传播、接收和效应的科学。
让我们一起走进声学的世界，了解一些声学的基础知识。
首先，我们来聊聊声音的产生。
声音的产生源于物体的振动。
当一个物体振动时，它会引起周围介质（比如空气）的振动，这种振动以波的形式向外传播，就形成了声音。
不同的物体振动方式和频率不同，产生的声音也就不同。
例如，琴弦的振动产生了美妙的音乐，而人的声带振动则产生了说话的声音。
那么声音是如何传播的呢？声音的传播需要介质。
在地球上，最常见的介质就是空气。
当声音在空气中传播时，其实就是空气分子在振动并依次传递能量。
声音在不同介质中的传播速度是不一样的。
比如，声音在固体中的传播速度通常比在液体和气体中快。
在 20 摄氏度的空气中，声音的传播速度约为 343 米每秒。
接下来谈谈声音的频率和波长。
频率指的是物体在单位时间内振动的次数，单位是赫兹（Hz）。
而波长则是声音在一个周期内传播的距离。
频率和波长之间存在着密切的关系，它们的乘积等于声音的传播速度。
人耳能够听到的声音频率范围大约在 20Hz 到 20000Hz 之间。
低于 20Hz 的声音称为次声波，高于 20000Hz 的声音称为超声波。
次声波和超声波在生活中也有广泛的应用，比如次声波可以用于地震监测，超声波可以用于医疗诊断和清洗。
声音的强度也是声学中的一个重要概念。
声音的强度用分贝（dB）来表示。
日常生活中的环境声音强度各不相同，安静的图书馆可能只有 30dB 左右，而繁忙的交通路口可能会达到 80dB 以上。
长期处于高强度的噪音环境中会对人的听力造成损害，因此，控制噪音是非常重要的。
在声学中，还有一个重要的概念是声波的反射、折射和衍射。
当声波遇到障碍物时，会发生反射。
公共基础科技知识：浅析声学小知识
公共基础科技知识：浅析声学小知识公共基础知识考试内容非常的广泛，其中常识部分也是考试的宠儿，但常识知识面非常的广泛，涵盖科技知识、人文历史、地理知识等等。
其中，科技常识部分就包含了科技发展史'物理'化学、生物医学等基础科学和高新技术科学等内容，给备考的小伙伴们带来了不少烦恼。
但是常识部分的提升要想有所突破，确实需要一点一滴的积累，一刻也不可放松。
今天我们就来聊聊，科技常识中的声学小知识,为常识储备的“大厦”添一块“砖瓦”。
1.声音的含义声音是由物体振动产生的声波，是通过介质（空气或固体'液体）传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。
可以被人耳识别的声（频率在20Hz-20000Hz之间），我们称之为声音。
2.声音的传播声音以波的形式振动（震动）传播。
声音是声波通过任何介质传播形成的运动。
声音的传播需要介质，在真空中，声音不能传播。
当然，在不同介质中声音的传播速度也是不同的，通常声音传播速度：固体＞液体＞气体。
而相较于光的传播速度（在空气中的速度约为299792458m∕s）而言，声音的速度（在15。
C的空气中传播速度为340m∕s）就显得非常慢了，这造成了闪电和雷声同时产生，但我们总是先看到闪电再听到雷声的现象。
3.声音的特性(1)音色：声音的特色，不同的人声和不同的声响都能区分为不同的音色。
所以不同的熟人叫你，你很快就能分辨出叫你的人是谁，就是凭借音色来辨别的。
(2)音调：声音的高低，取决于发声体振动的频率。
(3)响度：声音的大小，取决于发声体振动的振幅。
4.超声波和次声波人耳可以识别的声音频率在20Hz-20000Hz之间。
如果频率高于20000Hz,我们把这种声波称之为超声波;如果小于20Hz,我们则称之为次声波。
(1)超声波超声波优点很明显，集中表现在方向性好，穿透能力强，在水中传播距离远。
主要应用在测距、测速'清洗'焊接、碎石、杀菌消毒、B超机等方面。
声学基础知识(整理)
噪声产生原因空气动力噪声由气体振动而产生。
气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。
如空气压缩机、电风扇的噪声。
机械噪声由固体振动产生。
金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。
液体流动噪声液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。
电磁噪声各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。
燃烧噪声燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速声波质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。
可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。
点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。
声频( f )声速( c )和波长( λ )λ= c / f声速与媒质材料和环境有关：空气中，c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 (m /s)在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。
有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。
质点速度质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。
声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场有声波存在的区域称为声场。
声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。
自由场在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。
在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。
消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。
扩散场声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。
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麦克风与扩音设备
麦克风
麦克风是指能够将声音转化为电信号的设备，包括动圈麦克 风、电容麦克风等。麦克风在演讲、演唱、会议等领域广泛 应用，可以将声音放大并传输到扩音设备中。
扩音设备
扩音设备是指能够将声音放大并传输到远距离的设备，包括 扬声器、功率放大器等。扩音设备在演讲、演唱、会议等领 域广泛应用，可以将麦克风接收的声音放大并传输到远距离 ，使更多人能够听到声音。
高效的数学模型和算法。
03
声学与工程学的交叉
声学在工程领域有着广泛的应用，如建筑、汽车、航空航天等。未来
的声学研究将更加注重与工程学的交叉，开发出更先进的声学技术和
解决方案。
声学在新技术领域的应用前景
智能家居和物联网
随着智能家居和物联网技术的发展，声学将在智能家居和物联网中发挥重要作用，如语音 识别、智能音箱、智能家居控制等。
06
声学研究展望
声学的未来发展方向
深入探究声音传播的物理机制
随着科学技术的发展，声学研究将更加深入，对声音传播的物理机制进行更深入的探究和 理解。
开发新型声学材料和器件
未来声学研究将注重开发新型声学材料和器件，提高声音的传播效率、降低噪声、改善音 质等。
声学与人工智能的结合
随着人工智能的快速发展，声学研究将更加注重与人工智能的结合，开发出更智能的语音 识别、语音合成、语言理解等人工智能系统。
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xx年xx月xx日
目录
• 声学概述 • 声音的特性 • 声音的测量与评估 • 声学材料与设备 • 声学在生活中的应用 • 声学研究展望
01
声学概述
声学的定义与分类
声学定义
声学是研究声音的产生、传播、接收和效应的科学。
声学基本知识
声学基本知识一、声音的基本性质声音来源于振动的物体。
辐射声音的振动物体称为“声源”。
声源要在弹性介质中发声并向外传播。
声波是纵波。
(1)人耳所能听到的声波的频率范围为20~20000Hz，称为可听声。
低于20Hz的声音称为次声;高于20000Hz的声音称为超声。
次声与超声不能使人产生声音的感觉。
(2)室温下空气中的声速为340m/s.声速c，波长λ和频率f有如下关系：频率为100～10000Hz的声音的波长为3.4～0.034m.这个波长范围与建筑物室内构件的尺度相当，在室内声学中，对这一频段的声波尤为重视。
-f2.每一频带以其中心频率fc标度，.建筑声学设计和测量中常用的有倍频带和1/3倍频带;在倍频带分析中，上限频率是下限频率的两倍，即fl=2f2;在1/3倍频带分析中，在可听声范围内，倍频带及1/3倍频带的划分及其中心频率如表3—l所示。
表中第一行为1/3倍频带中心频率，第二行为倍频带中心频率。
(4)波阵面与声线声波从声源出发，在同一介质中按一定方向传播，声波在同一时刻所到达的各点的包络面称为波阵面。
声线表示声波的传播方向和途径。
在各向同性的介质中，声线是直线且与波阵面垂直。
依据波阵面形状的不同，将声波划分为：1)平面波——波阵面为平面，由面声源发出;2)柱面波——波阵面为同轴柱面，由线声源发出;3)球面波——波阵面为球面，由点声源发出。
一个声源是否可以被看成是点声源，取决于声源的尺度与所讨论声波波长的相对尺度。
当声源的尺度比它所辐射的声波波长小得多时，可看成是点声源。
所以往往一个尺度较大的声源在低频时可按点声源考虑，而在中高频则不可以。
(5)声绕射声波在传播过程中，遇到小孔或障板时，不再沿直线传播，而是在小孔处产生新的波形或绕到障板背后而改变原来的传播方向，在障板背后继续传播。
这种现象称为绕射，或衍射。
(6)声反射声波在传播过程中，当介质的特性阻抗发生变化时，会发生反射。
从几何声学角度，可更直观地解释为，声波在传播过程中遇到尺寸比声波波长大得多的障板时，声波将被反射。
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声音的频谱
声音，有的低沉，有的尖锐。这是因为声音具有着不同的 频率。频率低，音调低，声音低沉；频率高，音调高，声音尖 锐。 作为可闻声音，频率从20～20000赫，有1000倍的变化范 围。为了方便起见，人们把一个宽广的声频范围划为几个小的 频段，这就是通常所说的频带或频程。 我们以频率（频带）为横坐标，以声压级（声强级、声功 率级）为纵坐标，作出噪声测量图形，就可以清楚地了解该噪 声的成分和性质，这生活中出现的声音所对应 的分贝值。
声音的其他表征
声波作为一种波动形式，当然是具有一定的能量，人们也 常常用能量的大小来表征声辐射的强弱，这就引出了声强和声 功率两个物理量。 声强是在声传播的方向上，单位时间内通过单位面积的声 能量。 声功率是声源在单位时间内辐射出来的总能量。 与声压一样，声强和声功率也用级来表示，这就是声强级 和声功率级，其单位也是分贝。
从物理学观点讲，噪声就是各种不同频率和声强的声音的 无规律的杂乱组合，如汽车的轰隆声等等，它的波形图是没有 规则的非周期性的曲线；乐音是有规律的振动产生的，它的波 形图是周期性的曲线。钢琴、琵琶等弦乐器，笛、黑管等管乐 器发出的就是乐音。 从生理学观点讲，凡是使人烦躁的、讨厌的、不需要的声 f 音都叫噪声。从这个意义上来说，噪声和乐音就很难区分了。 如：一个人演奏钢琴，理应属于乐音，但对于正在睡觉或思考 问题的邻居来说，就成了讨厌的噪声。
在距离声源很远的地方，以及在通道和管子中声波一般成 平面波的形状传播。
另外，声波在远距离中传播时，总有一部分能量被空气吸 收，由于空气吸收而引起的声衰减与声波的频率、空气的温度、 温度有关。高频声波比低频声波衰减的快，因此，我们听到原 来的飞机声音主要是低频成分。但随着飞机据我们的距离越来 越近，高频成分也就逐渐增加了。
声学基础知识
声学基础知识声音，作为我们日常生活中最常接触到的感知，是一种形式的机械波，它通过物质的震动传播而产生。
声学是研究声音产生、传播和听觉效应等相关现象的学科。
本文将介绍声学的基础知识，包括声音的特性、声波的传播与衰减、和人类的听觉系统。
一、声音的特性声音有几个重要的特性，包括音调、音量和音色。
音调是指声音的高低，由声源的频率决定。
频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。
音量是指声音的强弱，由声源振幅的大小决定。
振幅越大，音量越大；振幅越小，音量越小。
音色是指具有独特质感的声音特征，由声音的谐波成分和声源的包络形状决定。
不同的乐器演奏同一个音高，因为其谐波成分和包络形状不同，所以会有不同的音色。
二、声波的传播与衰减声波是指由声源振动产生的压力波。
声波传播时，需要介质作为传播介质，常见的介质包括空气、水、固体等。
在传播过程中，声波会经历衍射、反射、折射等现象。
衍射是指声波遇到障碍物时沿着障碍物的边缘传播，使声音能够绕过障碍物。
反射是指声波遇到障碍物后从障碍物上反弹回来，产生回声。
折射是指声波在介质之间传播时由于介质密度不同而改变传播方向。
声波在传播过程中会逐渐衰减，衰减的程度取决于声音传播的距离、传播介质的特性以及环境条件等。
一般来说，声音传播的距离越远，声波能量的衰减越大；传播介质的特性也会影响声波的衰减，固体传播声波的衰减相对较小，而空气和水传播声波的衰减相对较大。
环境条件如温度和湿度也会对声波的衰减产生一定影响。
三、人类的听觉系统人类的听觉系统是感知声音的重要器官。
它由外耳、中耳、内耳和大脑皮层等部分组成。
外耳包括耳廓和外耳道，它们的主要功能是接收和传导声音。
中耳包括鼓膜和听小骨（锤骨、砧骨和镫骨），它们的主要功能是将声音的机械能转换为神经信号。
内耳包括耳蜗和前庭，耳蜗负责感知声音，前庭负责维持平衡。
大脑皮层负责处理和解读声音信号。
人类听觉系统对不同频率的声音有不同的感知范围。
一般来说，人类可以听到频率范围在20Hz到20kHz之间的声音。
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但不是所有的振动人耳都听得见，只有频率为20～20000 赫的振动人耳才能产生声音的感觉。低于20赫的声波叫次声， 高于20000赫的声音叫超声。
超低频率次声波比其他声波（10Hz以上的声波）更具对人 的破坏力，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。
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人的发声频率在100Hz（男低音）到10000Hz（女高音）范 围内。
蝙蝠就能够听见频率高达120000赫的超声波，它发出的声 波频率也可达到120000赫。蝙蝠发出的声音，频率通常在 45000赫到90000赫范围内。狗能够听见高达50000赫的超声 波，猫能够听见高达60000赫以上的超声波，但是狗和猫发出 的声音，都在几十到几千赫的范围内。
速也随着发生变化，在0℃时，声速c=331.5米/秒，每增加
1℃，声速增加0.607米/秒。在不同的介质中，声速也是不同
的。 物质
传播速率（米／秒）
倍率
空气
344
1
水
1463
5
木材
3352
10
铁
5032
20
（注）传播速率：固体＞液体＞气体
声学知识科普
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声波
声波波长 ，声速c，频率 是声f 波的三个基本量，它们之间的 关系为 。 c
此外，声波在传播时，还可以相互叠加，这叫做声波的
干涉，大家也应该有所注意。
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声波的辐射
下面我们来关注一下声波辐射的具体细节。当声源的尺 寸与波长比起来很小的时候，声波成球面波的形状从声源较均 匀地向各个方向辐射，没有方向性，这种声源叫做点声源。当 声源的尺寸比波长大时，辐射出的声波以略微发散的声束传播 着。
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声音的产生
我们周围是充满声音的世界。不论是有生命或者无生命 的各个角落里，到处都充满着声音。正是由于声音的存在，人 们才能互相交谈，表达感情，我们才能听广播，欣赏音乐。
可见，声音同人们的生活是这样的紧密相关，那么声音 究竟是怎样发生的呢？
我们稍微留意地观察以下所听到的声音，就会发现，它 们的根源都来自于物体的振动。声音是一种连续的波。
我们来看一个实验：如果把一个钟放在一个带抽气机的大玻 璃瓶里，当瓶里空气没有抽出时，钟的滴答声听得很清楚；当 空气逐渐被抽出时，滴答声就逐渐减小了；当空气抽到真空时， 钟声也就听不见了。
空气抽到真空
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频率
总之，振动的物体是声音的声源，振动在弹性介质（气体、 固体和液体）中，以波的方式进行传播，这个弹性波就叫做声 波，一定频率范围的声波作用于人耳就产生了声音的感觉。
当有风时，亦将发生声音的折射现象。一般地说，因为地面 上有障碍物，地面的风速总要比上层空间的小。因此，在顺风 时，声音在上层传播得快，向下折射，而在逆风时，声音在地 面传播得快，相声折射。这就是顺风说话，老远的就可听见， 而逆风说话，人们很不容易听见的道理。
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回音壁——完美的折射
回音壁，是天坛中存放皇帝祭祀神牌的皇穹宇外围墙。墙高 3.72米，厚0.9米，直径61.5米，周长193.2米。整个围墙都 很光滑。只要有人对着这个墙壁说话（如图中A处），由于声 波沿着它的内壁多次反射，站在内墙下任何位置的人都可以 清楚地听到他的声音，并且觉得声音是从临近的墙壁处传来 的。
需要提醒一下，在空气中传播的声波只是波动形式，空气
本身并不传走，它只是在原地振动。这如同水波一样，在水 上的漂浮物只是来回振动，并不传走，传走的只是水波的波动 形式。
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声速
声波在一定介质中传播的速度叫声速，用c来表示Байду номын сангаас单位
是米/秒。在常温（20℃）和标准大气压下，空气中的声速是
344米/秒。但声速不是固定不变的，当温度发生变化时，声
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我们把能够发出声音的物体叫做声源，但声源不一定非
是固体不成，气体和液体也一样会因振动而发声。比如说笛
子就是靠空气柱的振动发声，汽笛就是靠蒸汽通过汽笛时振动 发声的，海水的波浪声，就是液体振动的结果。
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声音的传播
然而，仅仅依靠振动我们也无法听到悦耳的声音，声音的 传播需要物质，物理学中把这种物质叫做声的介质。但声音是 无法在真空中传播的。
f
在常温下，在空气中，当f=20赫时，=17.2米，当f=2000 赫时，=1.72厘米。因此，在常温下，空气中人耳可听声波的 波长在1.72厘米～17.2米之间。由此可看出，声音的频率高， 波长就短；频率低，波长就长。
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声波的传播特性——反射
当声波遇到障碍物时，就像皮球碰在墙上一样，会发生反 射。在一个封闭的房子里，声波向四面八方传播，碰到墙、顶 棚、地面、家具等就会发生反射现象。
反射声的存在，会使原来的声音加强。由于反射声的存在， 当声源停止发声后，短时间还能听到声音，这叫做混响声。在 噪声控制中，用吸声材料和吸声结构在房屋内表面做饰面就是 为了减弱这个因反射而产生的混响声。从而使整个房间的噪声 降低。
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声波的传播特性——折射
声波在传播过程中，遇到不同特性阻抗（特性阻抗是介质 的密度和该介质中的声速的乘积，单位是瑞利）的界面时，如 从空气入射到钢板上，除了反射外，还将发生折射现象。当介 质存在温度差时，特性阻抗也会发生相应的变化，声波亦将发 生折射现象。
天坛的这些建筑物中充分体现了 声音反射的原理，是我国古代劳动人 民对建筑声学的一大贡献。
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声波的传播特性——绕射
声波在传播过程中，遇到障碍物或孔洞时，当波长比障碍 物或孔洞大得多时，会发生绕射现象。
低频声波波长达十来米，所以很容易绕射过去。如果墙上 有孔洞，很容易发生低频的“漏声”。
在建筑规划和设计时，应当注意到声波的反射、折射、绕 射现象，以达到理想的声学效果。
声学知识科普
虽然正常人能够听见20Hz到20000Hz的声音，但老年人的 高频声音减少到10000Hz（或可以低到6000Hz）左右。
超声波（高于20000Hz）和正常声波（20Hz - 20000Hz） 遇到障碍物后会向原传播方向的反方向传播，而部分次声波 （低于20Hz）可以穿透障碍物，俄罗斯在北冰洋进行的核试 验产生的次声波曾经环绕地球6圈。