聲音和環境：你聽到甚麼？
延展部分——本課題屬於2025年初中科學課程的延展部分。
香港是一個繁忙又嘈吵的城市。在本課題中，你會學習人類和其他動物能聽到哪些頻率、如何以分貝（dB）量度響度、噪音污染對健康和環境有甚麼影響、保護聽覺的方法，以及船隻和建造工程的噪音如何影響海豚和鯨魚。
溫故知新（來自聲音的特性）：頻率是每秒振動的次數，單位是赫茲（Hz）。頻率越高，音調越高。
1. 我們能聽到的聲音範圍
人類的聲頻範圍
我們能聽到的頻率範圍稱為聲頻範圍。一個健康的年輕人的聲頻範圍大約是20 Hz至20 000 Hz：
\(20\ \text{Hz} \le f \le 20\,000\ \text{Hz}\)
20 000 Hz也可寫成20 kHz（千赫），因為\(1\ \text{kHz} = 1000\ \text{Hz}\)。
次聲波和超聲波
次聲波——頻率低於20 Hz的聲音，太低沉，人類聽不到。地震、雷暴、大型機器、大象和一些鯨魚都會產生次聲波。
超聲波——頻率高於20 000 Hz的聲音，太高，人類聽不到。蝙蝠和海豚會使用超聲波，醫生亦會用它為未出生的嬰兒進行掃描。
記憶小貼士：「次」即是「低於」，「超」即是「超出」。兩者都是真正的聲波——只是我們聽不到而已。
聲頻範圍會隨年齡改變
隨着年紀增長，內耳的感覺細胞會慢慢受損。上限會最先下降，所以很多成年人聽不到一些青少年能清楚聽到的高音。巨大的噪音也會損害這些細胞，令任何年紀的人的聲頻範圍收窄（耳的各部分可參閱聽覺一課）。
你知道嗎？一個約17 000 Hz的聲音，學生可能聽得清清楚楚，但很多成年人卻完全聽不到！
動手試試：找出全班的聲頻範圍
把訊號產生器連接到揚聲器。由約20 Hz開始，慢慢提高頻率；同學聽到聲音時便舉手。記錄每位同學能聽到的最低和最高頻率，然後作比較。
變量：自變量——頻率；因變量——能否聽到聲音；控制變量——音量設定、所用的揚聲器和與揚聲器的距離。
安全：音量要保持在低水平。一般揚聲器未能很好地播放極低或極高的頻率，所以結果只是近似值。
重點：人類能聽到約20 Hz至20 000 Hz的聲音。低於這範圍的是次聲波；高於這範圍的是超聲波。上限會隨年齡增長和噪音損害而下降。
2. 動物能聽到不同的聲頻範圍
人類的聲頻範圍與其他動物不同。
一些動物的聲頻範圍
近似數值：
狗——可達約45 000 Hz（超聲波）
蝙蝠——可達約100 000 Hz或以上（超聲波）
海豚——可達約150 000 Hz（超聲波）
大象——能聽到部分次聲波，但上限比我們低
大型鯨魚——發出非常低沉的叫聲，部分屬於次聲波
不同的聲頻範圍如何幫助動物
蝙蝠和海豚會發出超聲波，再聆聽回聲，在黑暗中或混濁的水中尋找食物——這就是回聲定位（參閱聲音的特性）。
大象會發出低沉的隆隆聲，當中部分是次聲波，可傳到數公里外的其他大象。大型鯨魚會發出低沉的叫聲，能在海洋中傳到很遠的地方。
狗哨發出的聲音大多高於20 000 Hz。狗聽得清清楚楚，我們卻幾乎聽不到！
重點：狗、蝙蝠和海豚能聽到超聲波；大象和大型鯨魚會使用非常低沉的聲音，包括次聲波。
3. 噪音和分貝標度
甚麼是噪音？
噪音是不想要或令人不快的聲音。當噪音太響或持續太久，以致傷害人類或其他生物時，便成為噪音污染。在香港，常見的噪音來源包括道路交通、建築和裝修工程、飛機和船隻。
以分貝（dB）量度響度
響度可用聲級計量度，單位是分貝（dB）。0 dB大約是一個健康的年輕人剛好能聽到的最微弱聲音。
一般聲音的響度（近似值）：
約30 dB——耳語
約60 dB——正常談話
約70–85 dB——繁忙的道路交通
約100 dB——近距離的路面鑽機
約120 dB或以上——附近起飛的噴射機；可令人感到耳痛
響度每增加10 dB，聽起來大約響一倍。專家一般建議，長時間接觸高於約85 dB的聲音會損害聽覺——聲音越響，安全的聆聽時間越短。
常見錯誤：「超聲波即是非常響的聲音。」錯！次聲波和超聲波描述的是頻率（音調），單位是Hz。響度則以dB量度。一個聲音可以音調很高但很輕。
重點：噪音是不想要的聲音。響度以dB量度；增加10 dB聽起來大約響一倍，長時間接觸高於約85 dB的聲音會損害聽覺。
4. 噪音對健康和環境的影響
對健康的影響
1. 聽力受損——巨大的聲音會損害耳蝸內的感覺細胞。這些細胞不會再生，所以聽力損失是永久的。這過程通常是慢慢地、無痛地發生。
2. 耳鳴——接觸巨大噪音後，耳內出現鈴聲或嗡嗡聲。
3. 壓力——噪音令人煩躁和緊張；長期的噪音與高血壓有關。
4. 睡眠問題——晚上的交通或建築噪音會影響睡眠，令人感到疲倦。
5. 難以集中精神——噪音令人較難溫習、工作和交談。
對環境和野生動物的影響
掩蓋聲音——噪音會掩蓋動物用來尋找伴侶、尋找食物或警告危險的聲音。
離開生境——動物會遷離嘈吵的地方，失去覓食和繁殖的地方。
改變行為——一些城市雀鳥會唱得更大聲或更高音，好讓叫聲蓋過交通噪音。
寧靜的地方，例如香港的郊野公園，對人類和野生動物都十分寶貴。
常見錯誤：「噪音不會令耳朵痛，就不會損害聽覺。」錯！長時間接觸巨大聲音造成的損害通常沒有痛楚，會慢慢累積，而且無法逆轉。
重點：噪音污染可導致永久聽力受損、耳鳴、壓力、睡眠問題和難以集中精神，亦會干擾野生動物。
5. 保護聽覺：對抗噪音
保護聽覺是指減少噪音，或保護人們免受噪音影響的方法。這十分重要，因為受損的聽覺無法修復。
記憶小貼士：在聲源、傳播途徑或接收者處阻止噪音——記住「源、途、收」。
在聲源：減少噪音
使用較寧靜的設備，並為引擎加裝消音器；定期保養機器；在建築地盤以壓入或鑽孔方式打樁，代替撞擊式打樁；鋪設能減少輪胎噪音的路面。
建築噪音的時間限制
根據香港的噪音管制法例，在晚上（約晚上7時至早上7時）或星期日及公眾假期使用機動設備進行嘈吵的建築工程，須申領許可證；而撞擊式打樁在這些時段更不准進行。這些時間限制讓居民可以休息。
在傳播途徑：阻隔噪音
隔音屏障——香港公路旁的高身屏障會反射和吸收聲音，減少聲音傳到附近的住宅；有些道路更建有像隧道一樣的隔音罩。
距離和設計——把建築物建在離道路較遠的地方，並讓睡房背向道路。
在接收者：保護聆聽者
耳塞——放入耳道內。
耳罩——覆蓋整隻耳朵；建築工人和機場工作人員會佩戴。
雙層玻璃窗——兩層玻璃之間有空隙，聲音很難穿過。
柔軟物料——地氈和窗簾可減少室內的回聲。
日常小貼士：「60/60法則」——使用耳機時，音量不超過60%，每次不超過60分鐘。
重點：可在聲源（較寧靜的設備、時間限制）、傳播途徑（隔音屏障）和接收者（耳朵防護、雙層玻璃窗）減少噪音。
6. 工業噪音和海洋動物
航運業和建造業產生的噪音會影響海豚和鯨魚等動物的生境。
為甚麼聲音在海中這麼重要？
光在海水中不能傳得很遠，但聲音在水中傳播得比在空氣中更快、更遠。所以海洋哺乳類動物依靠聲音尋找食物、辨別方向和與同伴保持聯繫。
航運業的噪音
大型船隻的引擎和螺旋槳會發出巨大、持續和低頻的噪音。高速船在水底同樣非常嘈吵，當中包括與海豚所用頻率重疊的高頻聲音。
建造業的噪音
興建橋樑、碼頭和填海可能涉及撞擊式打樁（把樁柱錘入海床）和挖泥。每一下撞擊都會在水中發出非常響亮的聲音脈衝。
噪音如何傷害海豚和鯨魚
掩蓋聲音——噪音蓋過回聲定位的「咔嗒」聲和叫聲，令牠們較難捕食和與同伴保持在一起。
壓力——動物可能停止覓食或休息。
離開生境——牠們可能避開嘈吵的地方，即使那裏是良好的覓食場所。
聽覺受損——附近非常響亮的聲音可損害牠們的聽覺。
個案研究：香港的中華白海豚
香港的中華白海豚屬於珠江口的族群，主要生活在大嶼山一帶的西面水域。成年的中華白海豚往往呈粉紅色！牠們繁忙的家園有渡輪、貨船和海上工程，這些噪音會干擾牠們覓食和溝通。
人們如何幫助牠們：
設立海岸公園，保護重要的海豚生境。
使用氣泡幕——在水底打樁工程周圍形成的一道氣泡牆——減少噪音向外擴散。
盡可能選用較寧靜的施工方法。
部分高速船在重要的海豚水域須減速或按指定航道行駛。
鯨魚只是偶爾在香港水域出現，但在全球各地，船隻噪音對牠們是一個嚴重問題，因為這些噪音與牠們低沉的叫聲重疊。
你知道嗎？中華白海豚是1997年香港回歸慶典的官方吉祥物。
重點：船隻、渡輪和海上打樁產生的水底噪音會掩蓋海豚和鯨魚的聲音、造成壓力、迫使牠們離開，甚至損害聽覺。
重點回顧
1. 人類能聽到約20 Hz至20 000 Hz的聲音；上限會隨年齡增長而下降。
2. 次聲波低於20 Hz；超聲波高於20 000 Hz。
3. 狗、蝙蝠和海豚能聽到超聲波；大象和大型鯨魚會使用次聲波。
4. 響度以分貝（dB）量度；噪音污染會危害健康和野生動物。
5. 保護聽覺可在聲源、傳播途徑和接收者三方面入手。
6. 航運業和建造業的噪音會傷害海豚和鯨魚，包括香港的中華白海豚。
做得好——好好保護你的耳朵吧！