警車、消防車、救護車的警笛為什麼那麼響?而且有穿透力。總而言之警笛的發聲原理是啥?不像普通的擴音器

開著警笛的車呼嘯而過的時候感覺音調還會變低


回答之前先上圖,這是今天工業化的產品,但原理卻非常古老,最早的警報器就是這種,被稱為:氣動警報器。

首先說一說氣動警報的原理:

震動腔:桶狀空腔,沿圓周有鏤空孔。

轉子:轉子上有與震動腔上鏤空孔對應的擋片,轉子轉動時使鏤空孔全部開放或全部關閉。有的轉子上會安裝扇葉來增加進氣。

動力:現代的產品就不用說了,毫無疑問是用電機了;早期的警報是手搖式的,外接搖把並通過齒輪加速。

工作原理:轉子擋片並不單薄,而是有一定厚度,並在旋轉方向上做斜切割面處理。轉子轉動時鏤空孔不斷做封閉、開放的循環動作,而每次擋片經過鏤空孔時切割空氣並向內部擠壓,使震動腔內的氣壓做升高、釋放的循環動作。隨著轉子轉速的提高,壓力差也在增加。大家都知道聲音是駐波,無論是人的聲帶還是常見的紙盆喇叭都是靠擠壓空氣來發聲的。

下面是正面回答:

頻率:我們常說的音色、音階其實就是人對不同頻率聲音的感知,頻率較低的聲音穿透力就更強(其實這是人的感覺,準確的說頻率較低的聲音傳播距離越遠)。

連續性:鋼琴的按鍵夠多的了,每個鍵的音階跨度已經很小了 ,但每個鍵之間頻率的變化是間斷的。而這個傢伙的頻率變化是線性的、連續的,這就意味著駐波穿過空氣時能量是不間斷的、連續的。同時各種方向的回聲都匯入原有頻率的原聲之中。

經驗性:上面說過,早期的氣動警報是手搖的,由人來控制的,而聲音的頻率這一重要參數就是由手搖的速度來控制的,這樣一來操作人員根據人的感受來總結什麼樣的頻率效果最好。而且經過總結才有了像現在這樣有節律的音調變化。

現代的警報器:

現代的警報器延續了老式氣動警報的音調、節律,但車載的警報器一般都使用電磁振動式了,也就是與紙盆喇叭相同原理的喇叭,只是材質不同以適應更強功率、更集中頻率的發聲。不得不說的,為了降低維護成本和提高系統的穩定性,今天的防空警報系統仍在使用氣動警報。

現代警報器區別:

電磁振動:結構簡單、體積小、適應性強氣動警報:音量大、傳播距離遠、一次性安放完好後不易損壞


開著警笛的車呼嘯而過的時候感覺音調還會變低 是多普勒效應。


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