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一、解释

这个问题涉及到声波在介质中的传播，以及声波的频率和强度对听觉的影响。首先，声音是由物体振动产生的波动，通过空气或其他介质传播到人耳来源:https://faithandyoung.com/cshi/202501-7125.html。声音的响度取决于声波的强度，而频率则决定了声音的音调。

当用相同的力敲打玻璃杯时，无论杯中是否有水，杯子的振动幅度是相同的。这意味着产生的声波的强度是相同的。然而，当玻璃杯中充满水时，水可以有效地抑制玻璃杯的振动，从而减少了声波的强度。因此，听起来的声音会变小来源:https://faithandyoung.com/cshi/202501-5676.html。

此外，当敲打玻璃杯时，杯中的水会形成驻波来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-1243.html。驻波是一种特殊的波动形式，在玻璃杯中形成时，会导致声音的能量在杯中来回反射，而不是向外部空气传播。因此，这也解释了为什么在玻璃杯中有水时声音会变小。

二、原理

敲打装水的杯子时，主要是杯子和水一起振动发声。

1、当水盛得越多时，总质量越大，振动越慢，振动的频率越低，声音的音调也越低。

2、当水盛得越少时，总质量越小，振动越快，振动的频率越高，发声的音调也越高来源:https://www.faithandyoung.com/cshi/202501-7283.html。

如果吹装水的杯子，则是空气柱振动发声。

1、当盛水越多时，空气柱越短，振动频率越高，发声的音调就越高来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-318.html。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-589.html

2、当盛水越少时，空气柱越长，振动频率越低，发声的音调就越低。

声波的应用

1、声学传感器：

声波被用作传感器，通过测量声波的传播和回声来获取环境信息。声学传感器可用于测量距离、流体速度、压力、温度等参数，广泛应用于水下探测、医学成像、地震勘探等领域。

2、声纳技术：来源:https://faithandyoung.com/cshi/202501-7052.html

声纳利用声波在水中传播的特性，用于水下通信、海洋勘测、鱼群探测、潜艇导航等。

3、声波成像：

声波成像技术被广泛应用于医学超声影像学、地质勘探和工程检测等领域来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-445.html。通过测量声波在不同介质中的传播时间和回波强度，可以生成图像，用于检测和诊断。

4、声学材料和隔声技术：

声波的传播特性被用于设计和制造声学材料，用于隔声、噪音控制和声音吸收。应用包括建筑物隔音、车辆降噪、音响设备优化等。

5、声波清洗和加工：

声波的高频振动可以应用于清洗和加工技术。此外，声波也可用于材料加工、焊接、切割等工业应用来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-1284.html。

超声波是声波的一种，而声波是一种机械波，即因物体振动而产生的一种纵波，每秒震动的次数称作声波的频率（单位是赫兹：Hz）。

上图音叉产生的声波引起了水面震动

和人眼只能看到特定波长类似（大致为300纳米到700纳米内的电磁波），人耳只能听到频率大致为20赫兹到2万赫兹的声波，其中频率超过2万赫兹的声波被称作超声波。

人耳是无法听到超声波的，但是一些动物却可以。在1794年，斯帕兰扎尼就发现了蝙蝠是通过一种听不到的声音进行导航的。

在1876年高尔顿发明了狗哨，这是一种特殊的哨子，这种哨子能发出频率为2万赫兹到5万赫兹的声波，这种声波已经超出了人类听觉极限，但是猫和狗却能听见，因为狗狗的听力范围上限约为4万赫兹，猫的听力上限大致为6万赫兹。

所以说超声波大致在200多年前就发现了，而真正可以应用的超声波，是在居里夫人的丈夫皮埃尔·居里和他的兄弟在1880年发现压电效应之后，可以根据压电效应来发射和检测超声波，由此开启了超声波应用的大门。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-595.html

因为波长和频率成反比，而超声波频率比较高，所以波长短，这意味着超声波具有良好的方向性，而且由于波长短，频率高，震动强烈，所以具有较高的能量。来源:https://yz66.net/xwzx/202501-1573.html

超声波还具有良好的穿透性，所以能够在物质内传播较远的路径。基于这些特点，超声波的应用也分为两大领域。

因为方向性好，而且穿透性强，主要有两种应用领域，第一种是检测和探测，比如医学上常用的B超，根据人体对超声波的反射规律，来探查人体内部结构，而且对人体损害小，是临床医学不可或缺的一种诊断方法。

还有声呐系统，其原理也是超声波，广泛应用于航海和航空领域，可以用来探测前方的障碍物体。此外还有很多类似的应用，比如专门探测精密零件表面生产情况的超声波探伤仪。

第二个领域是超声处理，这是靠超声波强大的能量实现的，比如利用超声波清洗眼镜，工厂中除尘，超声波焊接等，这都是依靠超声波强烈的震动完成的。

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