核心概念
聲音
頻率
音調
聽力
簡介
有沒有想過為什麼有些成年人隨著年齡的增長聽力會下降？聽力損失往往隨著年齡的增長而變得更加嚴重。但是，聽力損失是否會導致所有聲音聽起來都均勻地變小，或者某些聲音會比其他聲音更難聽到？
最近，一些安保公司開始製造一種機器，旨在發出一種令人討厭的聲音，以阻止青少年在商店外閒逛。青少年被有效地驅趕，但許多成年人根本聽不到這種聲音！當一些孩子意識到他們可以透過將這種聲音變成鈴聲來反制他們的長輩時，事情變得更加有趣。擁有這種鈴聲的學生可以在課堂上接收簡訊通知，而許多老師或管理人員卻毫無察覺。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過 訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
在這個實驗中，我們將找出哪些志願者能夠聽到這個聲音訊率。我們還將探討為什麼有些聽眾可以輕鬆聽到它，而另一些聽眾卻只能感覺到寂靜的生物學基礎。
背景
聲音是由壓力波構成的，這些壓力波在它們所傳播的介質（在我們的例子中是空氣）中，以一定的頻率或速率在壓縮和拉伸之間振盪或交替。聲波振盪的頻率越高，當該波撞擊您的耳膜時，您聽到的聲音的音調就越高。您的大腦對音調的感知取決於您的耳膜每秒感知到的壓縮變化次數。產生標準哨子聲音的波以相對較高的頻率振盪，因此產生的聲音音調非常高。卡車引擎的隆隆聲是由低頻振盪產生的，因此我們聽到的是非常低音調的聲音。
人類天生就能聽到很寬的頻率範圍，但我們當然不能聽到一切，尤其是頻譜高階的聲音！想想狗哨，犬類可以聽到，但我們不能。這是因為狗的耳朵已經進化到可以檢測到如此高頻的聲音。同樣，最近發現大象使用我們無法聽到的超低頻聲音進行遠距離交流。
材料
• 帶揚聲器的筆記型電腦或 mp3 播放器
• 可以從美國國家公共廣播電臺網站下載的蚊子聲音鈴聲檔案。
• 幾位志願者。儘量包括儘可能廣泛的年齡範圍，包括 25 歲以下和以上的人。
• 紙
• 鉛筆或鋼筆
準備工作
• 下載 NPR 蚊子聲音檔案。
• 將聲音載入到您裝置上的音樂播放器中。確保裝置的揚聲器已開啟。
步驟
• 為自己播放聲音。你能聽到嗎？
• 為每位志願者播放聲音。請每位志願者口頭確認他或她是否能夠聽到該聲音。
• 記錄您的結果—志願者的年齡以及他們是否能聽到該聲音。您注意到志願者的年齡與他們聽見聲音的能力之間有什麼關係？您認為這些資料表明了什麼？
• 額外：測試儘可能多的志願者。您測試的志願者越多，您就越能獲得關於聽力損失如何隨著年齡增長而進展的啟發性資料。使用您的資料，您能找出製造商預期的聽見聲音的年齡閾值嗎？
• 額外：在網上搜索其他高頻聲音的樣本。嘗試在 YouTube 上收聽這些千赫 (kHz) 的頻率：16 kHz 和 15 kHz。（確保透過單擊齒輪圖示將聲音質量更改為高畫質 720p，這樣這些高頻聲音就不會被 YouTube 的音訊壓縮過濾掉）。如果您的任何志願者在您播放蚊子聲音時都聽不見，請找出他們是否可以聽到這些聲音。他們能聽到嗎？記錄您的結果。透過檢視您的資料，您能估算出蚊子聲音的頻率（以 kHz 為單位）嗎？
• 額外：如果您自己能夠聽到蚊子聲音，您可以透過逐步收聽頻率更高的聲音來測試您聽到高頻聲音的絕對極限。如果您聽不到蚊子聲音，您仍然可以從較低的頻率開始逐步提高來測試您的極限。YouTube 的 12 kHz 頻率可能是開始的好聲音。
觀察和結果
您的結果可能會有所不同，但您可能會發現年齡較大的志願者檢測到蚊子聲音的頻率較低。20 歲出頭的志願者應該能夠聽到該聲音。十幾歲的志願者和兒童志願者應該能夠輕鬆聽到該聲音。
聲音的頻率以赫茲 (Hz) 或每秒週期數來衡量。一千赫等於 1,000 赫茲。普通成年人能夠聽到 0.02 到 16 kHz 之間的聲音。蚊子聲音的頻率為 17.4 kHz，這使得某些人群很難聽到它。難怪—您聽到的錄音產生的聲波以每秒 17,400 次的速率壓縮和拉伸空氣。這就是您聽到的聲音，如果您能聽到的話！
年齡較大的群體可能難以聽到蚊子聲音，因為隨著年齡的增長，我們聽到高音調頻率的能力會減弱。這個過程被稱為老年性耳聾，有時最早在 18 歲的人身上就可以觀察到。老年性耳聾是由於我們耳朵中的細胞自然老化而發生的，因此無需驚慌。老年性耳聾與噪聲引起的聽力損失非常不同，後者是由於急性或持續暴露於非常大的噪聲引起的。例如，當您在非常吵鬧的音樂會上時，您耳朵中的毛細胞會過度刺激。身體會透過向耳朵的這個區域輸送氧氣來做出反應，從而導致氧化性細胞死亡。奇怪的是，噪聲引起的聽力損失通常會使聽低頻聲音（例如 3 kHz 到 6 kHz 之間的聲音）變得更加困難，而老年性耳聾通常會逐漸削弱我們聽到一般較高頻率聲音的能力。
老年性耳聾是不可避免的，但是您可以採取措施避免噪聲引起的聽力損失，例如在音樂會上佩戴耳塞並將耳機的音量保持在合理的水平。
更多探索 高頻聽力測試 ，來自 Education.com
聲音是如何傳播的？ 來自 Education.com
保護您的聽力！ 來自 Education.com
本應聽不見的鈴聲 ，來自紐約時報 青少年將“驅逐器”變成防成人鈴聲 ，來自美國國家公共廣播電臺
本活動由 Education.com 合作呈現