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蝉是怎样发声的？
大自然是最伟大的物理学实验室。声，光，电，磁，各种物理现象丰富多彩……
我们生活的世界充满了各种声音。声，是物理学最早研究的物理现象之一。声，也是我们每个人最先接触到的物理现象之一。从我们还在妈妈肚子里时，就开始“听”了……或许是因为声音太平常了，有时我们很少去深入思考这些问题：
声音是怎样产生的？
声音是怎样传播的？
声音的传播有多快？为什么是这个速度？
我们的听觉是怎样形成的？
为什么鸟儿能发出如此悦耳的声音？
现在正值炎炎夏日，走在街上，听到最多的大自然的声音，恐怕就是知了（蝉）的歌唱了吧？
或许你不喜欢这种歌唱，觉得这是一种噪声，或许你喜欢。但你有没有想过蝉是如何发声的？一个如此小的蝉，为何发出的声音能这么响亮？接下来就让我们来深入地探讨探讨这些问题吧……
首先让我们简单了解一下声音是如何产生、传播的，以及我们人类是如何产生听觉的，然后再详细阐述蝉的发声原理。

声音是如何产生、传播的？
声音是由振动产生的。当你说话时，就引起空气振动，振动传播出去，只要某人的耳朵接收到了这种振动他就会听到你的声音。声音能够在固体、液体中传播，也可以通过空气或其他气体传播。随着声音的传播，空气中的分子被挤压在一起，接着被分开，然后又被挤压，再被分开，如此反复，就产生了声波。声音可以是高音调的，也可以是低音调的。音调的高低依赖于声音的频率（每秒钟振动的次数）。声音的强弱依赖产生这个声音的振动的大小。振动大，声音就强；振动小，声音弱。声音的大小是以分贝为单位来度量的。修马路的钻机产生的噪音超过100分贝。

人类的听觉是怎样产生的？
听觉对于我们每个人都是非常非常重要的。有了它，我们才能倾听大自然美妙的声音；有了它，我们才能更好地与人交流沟通；有了它，我们才能感受音乐的魅力……但是我们是否仔细想过我们是如何听到声音的?
由于人耳听觉系统非常复杂，迄今为止人类对它的生理结构和听觉特性还不能从生理解剖角度完全解释清楚。
声波原是以无形的能量存在于空气中，经耳壳收集后，传递至外耳、中耳、内耳，其间能量的形式不断转换，以顺应各部份听觉器官之接收，最后传至大脑，而成为可被理解的有用讯息。

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蝉的发声原理是怎样的？
很多动物都能发出很特别的声音，像鸟儿的歌唱。蝉是唯一能发出如此独特而响亮的声音的昆虫。一些大型的蝉在近距离内甚至可以发出超过120分贝的叫声。这已经接近人耳的痛阈了！小些的蝉鸣叫的音调可以高到超出人耳的听觉范围，但是却能引起狗和其他动物痛苦地咆哮。这不得引起我们强烈的好奇心，蝉发声的原理到底是怎样的？
法布尔在《昆虫记》中，是这样介绍蝉的发声原理的：“蝉是非常喜欢唱歌的。它翼后的空腔里带有一种像钹一样的乐器。它还不满足，还要在胸部安置一种响板，以增加声音的强度。的确，有种蝉，为了满足音乐的嗜好，牺牲了很多。因为有这种巨大的响板，使得生命器官都无处安置，只得把它们压紧到身体最小的角落里。当然了，要热心委身于音乐，那么只有缩小内部的器官，来安置乐器了。”
蝉鸣叫所使用的装置是复杂的。研究得出，在知了腹部第一节的两侧，各有一些弹性强的薄膜，叫做声鼓，外面覆有盖板保护。发达的肌肉牵拉着声鼓，肌肉收缩时，声鼓向里，肌肉松弛时，声鼓外突。它们每秒振动130～600次，知了就发出连续不断的叫声。此外，在盖板和声鼓间，有个空腔，叫做共振室，其作用就像我们喜爱的音箱一样，使声鼓的叫声动听、嘹亮。
对于蝉的发声原理，它为什么能发出这么大的声音，科学家们还没有完全弄明白，还不能建立一个精确的数学模型。这只是一个缩影。在大自然中，有很多生物界的很多特殊现象，至今无法用物理学的原理来精确描述。在伟大的大自然面前，我们还只是一个懵懂的小孩子。但科学的魅力就在于探索未知的奥秘，爱因斯坦曾说：“我们所经历的最美妙的事物就是神秘。它是人类的主要感情，是真正的艺术和科学的起源，因为人如果不再感到奇怪，不再表示惊讶，那就和死了一样，和一支掐灭的蜡烛没有不同，可以说人类就是在不断地发现未知事物中，向前飞速发展的！”
让我们满怀激情，去探索未知的世界吧……

送你一首很好的诗，与君共勉：