声音的反射
声音被定义为由粒子的振荡引起的振荡或感觉。声音是在空气、水或其他介质中以波的形式传播的能量。可以听到声音，它以纵波的形式在空气中传播。声音既不能被创造也不能被破坏，但可以从一种形式改变为另一种形式。比如这里的电铃发出的声音，电能转化为声能。声音是由于物体的振动而产生的。
声波的反射
什么是声音？
声音是一种能量形式，如光能和热能。声音是由空气中的振动形成的波。这些振动产生的声波在到达我们的耳朵之前穿过可以是固体、液体或气体的介质。声音不会在真空中传播。因此，声音在太空中是听不见的。就像光一样，声音会在固体或液体的表面反射。当它撞击任何表面时，声音的这种反弹就是声音的反射。
下面定义了一些重要的术语，以便更好地理解声音的反射：
- 回声——由声波反射引起的声音重复称为回声。
- 声波反射——声波在撞击墙壁、金属板、胶合板等表面时的反弹称为声波反射。
- 混响——如果距离小于 17 m，则原始声音与反射声音混合。由于反射面的反复反射，声音变长。这种效果称为混响。
波浪的类型
弹性波或机械波：
声波的传播必然需要介质。这些波通过介质粒子围绕其平均位置的振动在介质中传播。因此，它们被称为弹性波或机械波
纵波：
介质粒子的振动是沿着传播方向的。在介质中形成压缩和稀疏
横波：
介质粒子的振动垂直于传播方向。在介质中形成波峰和波谷
回声形成条件：
只有当发出声音的人与刚性障碍物（或反射器）之间的距离足够长，以使反射的声音在听到原始声音后至少 0.1 秒到达人时，才会听到回声
清晰听到回声的条件：
声源和反射器之间的最小空气距离必须为 17 m。与声波的波长相比，反射器的尺寸必须足够大。声音的强度应足以使到达耳朵的反射声音是可听见的。
蝙蝠、海豚和渔夫使用回声
声纳使用回声（声音导航和测距）
声音的特点
响度——这是一种可以将响亮的声音与微弱的声音区分开来的特性，两者具有相同的音高和频率。响度以称为分贝 (dB) 的单位表示。它与振动幅度成正比。
强度——每秒通过单位面积的声能量称为声音强度。
音高——音高是声音的特征，通过它可以区分尖锐（或尖锐）的音符与严重或平坦的音符。它与频率不同。它指的是听者所感知的感觉。
质量/音色——声音的质量或音色是使我们能够将一种声音与另一种具有相同音高和响度但由两种不同乐器发出的声音区分开来的特征。
影响声音响度的因素
响度∝（幅度） 2
响度∝ 1/（距离） 2
响度取决于振动体的表面积。振动区域越大，听到的声音越大。响度取决于介质的密度。介质的密度越大，响度越大。响度取决于共振体的存在。振动体附近存在共振体会增加响度
声音的反射
声波从表面反弹回来称为声音的反射，或者我们可以说，当声音在给定介质中传播时，它会撞击另一种介质的表面，然后沿其他方向返回，这种现象称为声音反射。
声音的反射与光的反射相似，因为它遵循反射定律。当声波穿过房间并接触墙壁时，会产生反射波，将一部分声波重新引入房间。
声音的反射需要抛光或粗糙的大障碍物。声波的反射也受表面形状的影响。
入射声波：向反射面传播的声波称为入射声波。
反射声波：从反射面返回的声波称为反射声波。
声音传输
声音传输发生在可以通过墙壁传输的部分能量中。声波通过任一介质作为能量从一个分子传递到另一个分子。声音反射是返回到原始介质的能量。
声音反射定律
- 反射角总是等于入射角（反射角=入射角）
- 入射波、反射波和入射点的法线位于同一平面上。
声音反射的应用
许多设备都使用声音反射：
- 回声：回声是由声波反射引起的声音的重复。回声在直达声之后延迟到达听众。如果物体之间的这种间隙大于 1 秒，则反射称为回波。蝙蝠和海豚使用回声来检测障碍物。 Echo 还用于 SONAR（声音导航和测距）技术，用于探测和定位水中物体，例如水下潜艇、冰山。
- 听诊器：听诊器用于听到患者内部器官的声音。
- 扩音器：扩音器通过连续反射防止声波扩散，从而将它们限制在管中的空气中。
- 音板：音板是弯曲的表面，其放置方式使声源位于焦点处。声波被均匀地反射到整个大厅或礼堂，从而提高了它们的质量。
- 助听器：助听器是听力有困难的人使用的设备。
示例问题
问题 1：声音是否遵循与光相同的反射定律？解释。
解决方案：
Yes, sound and light follow the same laws of reflection given below :
(a) Angle of incidence at the point of incidence = Angle of reflection.
(b) At the point of incidence, the incident sound wave, the normal and the reflected sound wave lie in the same plane.
问题2：介质中的振动物体产生的声音是如何到达你的耳朵的？
解决方案：
Air is the commonest material through which sound propagates. When vibrating objects, like prongs of a tuning fork move forward, they push the molecules of the air in front of them. This in turn compresses the air, creating a region of high pressure and high density called compression. When the prongs of the tuning fork move backward, they create a region of low pressure in the air called rarefaction. This region has low pressure, low density and more volume. As the tuning fork continues to vibrate, the regions of compression in the air alternate with the regions of rarefaction. The energy of vibrating tuning fork travels outward. This energy which reaches the ears, makes the eardrums to vibrate, and thus we hear sound.
问题3：乐器发出的声音是如何到达你的耳朵的？宇航员需要无线电发射器在月球上相互交谈。为什么？
解决方案：
The sound produced by the musical instrument makes the molecules of air vibrate. These vibrations are carried forward by the other molecules till they reach our ear and then vibrate our eardrum to produce sound. Since sound requires a medium to propagate, therefore, sound cannot travel between astronauts on the moon, hence they use radio transmitters.
问题4：声音反射实验与光反射定律实验有何不同？
解决方案：
For reflection of light we need to take a polished and smooth surface but not transparent whereas for the reflection of sound the surface may not be polished and may be transparent. For sound reflection we need to choose such materials which do not absorb sound.
问题 5：重复在 18 m 外的高楼前发出的声音。为现象命名并简要解释。
解决方案：
The phenomenon is known as Echo. We get echoes because of the reflection of sound. The reflected sound reaches the observer after a time 2d/v, where d is the distance of the reflecting wall from the source and v is its velocity. For the human ear, this time must be at least 0.1 second to ensure that the reflected sound does not get mixed up with the direct sound. Since the velocity of sound in air is nearly 340 ms-1, we must have 2d/340 > 0.1 or d > 17 m. Since the building is at a distance of 18 m, we can hear the reflected sound in the form of an echo clearly.
问题 6：解释你的校铃是如何产生声音的。
解决方案：
When the school bell vibrates, it forces the adjacent particles in air to vibrate. This disturbance gives rise to a wave and when the bell moves forward, it pushes the air in front of it. This creates a region of high pressures known as compression. When the bell moves backwards, it creates a region of low pressure know as rarefaction. As the bell continues to move forward and backward, it produces a series of compressions and rarefactions. This makes the sound of a bell propagate through air.
问题 7：声源的频率为 100 Hz。一分钟震动多少次？
解决方案：
Frequency is defined as the number of oscillations per second. It is given by the relation.
Number of oscillations = Frequency × Total time
Given, Frequency of sound = 100 Hz
Total time = 1 min = 60 s
Number of oscillations/Vibrations = 100 × 60 = 6000
Hence, the source vibrates 6000 times in a minute, producing a frequency of 100 Hz.
问题 8：当声音从远处物体反射时，会产生回声。让反射面与发声源的距离保持不变。您在炎热的天气听到回声吗？
解决方案：
An echo is heard when the time interval between the original sound and the reflected sound is at least 0.1 s. The speed of sound in a medium increases with an increase in temperature. Hence, on a hotter day, the time interval between the original sound and the reflected sound will decrease. Therefore, an echo can be heard only if the time interval between the original sound and the reflected sound is greater than 0.1 s.