由于声音是空气的振动，所以在没有空气的地方，比如在真空中，声音是无法传播的。当你用力敲击一面锣的时候，锣的表面不停地“哆嗦”，会推拉四周的空气分子跟着它“哆嗦”，这样声音就传出去了。和其它物理现象一样，锣的“哆嗦”本质上是一种能量的付出，随着距离越来越远，这种推动空气振动的能量就会越来越弱，到最后再也没有空气分子们愿意理睬它，这就是为什么远处声音我们听不见的原因。

　　在我们的耳朵内部有一张分隔中耳及外耳①的薄膜，解剖学上叫耳膜或者鼓膜。当声音到达的时候，会导致这层膜也跟着振动，而且振动的形式与声音的来源（比如锣，这叫做音源、声源）一模一样。这样，人就听到声音了。
　　人能听到声音这件事并不意味着它仅仅是由于空气振动。事实上，大多数物体都可以传递声音——换句话说，它们都可以在声源的作用下产生振动，比如木头。但是通常情况下，人能听见的声音是通常空气传播过来的。
　　为了更好地了解声音是如何产生的，你可以找一把钢尺，将它的一端固定起来，然后扳动另一端，让它发出“嗡嗡”的声音（或者找一把吉它来弹一下）。这时，你看到了什么？
　　钢尺能发出声音是因为它产生了振动。但是仔细观察一下（当然，它太快了，简直眼花缭乱，根本看不清，但是你可以注意一下它的振动方向），你会发出它是一种上下振动或者左右振动，这取决于你拿着它的姿势。
　　钢尺的振动是随着时间变化的。为了搞清楚它是如何振动的，可以取一块玻璃，用烟把它熏黑，然后将正在振动的钢尺轻轻地与它的表面接触，同时移动钢尺来模仿时间的流逝，这样就记录下了钢尺振动的形状，大致是图4.10所示的那样。


日期：2009-02-09　23:53:09

　　在你学过的概念中，“波”通常指的是水的涌动，当你朝池塘里扔一块石头时就形成了波。在物理学中，在声源的作用下空气的振动就形成了所谓的“声波”。当我们把声波画出来后，就会成为类似于图4.10那样的形状。这也意味着，不管是什么物体，只要它们产生的声波是一样的，那么我们所听到的声音都肯定是一样的。
　　关于声音和声波就介绍到这里，现在接着讨论另一个更重要的问题：如何用电线和电流来传递声音呢？
　　在今天看来，这并不是一件困难的事情。在第一章里我们已经知道了电磁感应，也就是说，一个在磁场中运动的导体可以产生电流——在电磁学里，这叫做感应电流，或者感生电流，这两种说法都是一样的。所以，现在要做的第一件事是，将声音变成电流，这样它才能够通过电线被传递出去。
　　为了能高效地获得感应电流，需要把很长的导线绕成线圈的形式，这一点很象电磁铁里的线圈，唯一不同的是，这一次要把线圈绕在空心的纸筒上，而不是铁棒上①，如图4.11所示。

日期：2009-02-09　23:54:17

　　这是一种非常普通的线圈，但是在这里它叫做“音圈”，以表明制作它的目的通常和声音有关。尽管音圈可以绕很多层，但一般情况下两层的比较常见，方法是在绕制的时候，绕了一层后，再反方向绕回来。这样做的好处除了能够让导线的两个线头从纸筒的同一个方向引出来，绕的匝数也更多。当然，同其它任何制作线圈的时候一样，所使用的导线都必须是漆包线。

　　线圈，不，确切地说是音圈，现在已经完成了。为了获得感应电流，我们还需要提供一个磁场。
　　整个磁场的构造是这样的：

日期：2009-02-09　23:56:35

　　在图4.12中，包括一个中间镶有实心柱的钢制圆片（也就是通常所说的导磁板）以及一个环形磁铁。这里很关键的一点就是磁铁的中空部分的直径必须比钢柱略大一些。
　　在实际制作的时候，要求把磁铁用强力胶牢牢地粘在钢制的圆片上，这样看起来钢柱正好套在环形磁铁的中空部位。由于磁铁的中空部分比钢柱的直径要大，所以在两者之间会形成一个环形的空隙，这叫做磁隙——由于它是非常狭窄的环形缝，所以这里的磁力线非常密集。
　　在前面的准备工作完成之后，现在开始进行装配。首先要做的是将音圈置入磁隙中（看上去音圈被套在了导磁板的钢柱上），并用弹性材料（即音圈支片）固定起来。当然，在音圈被固定好之后，我们希望它能够自由地上下运动而不会与钢柱或者磁铁接触而产生摩擦。要保证这一点，弹性材料的选择很重要，如果太软，音圈容易歪斜；如果太硬，则音圈的运动会受到比较大的阻力——这是我们不希望的，毕竟，我们费了好大的劲儿，就是希望它能做好自己份内的工作——有声音的时候动一动。


日期：2009-02-09　23:58:37

　　既然已经知道了制作音圈的意图是希望它在声波到来的时候跟着运动，那么为了收集这些声波，还需要在音圈的顶部粘上一个音膜——用通俗的话来说就是一个小薄片儿，应该稍微硬一点儿，可以是纸片、塑料片或者金属片等等。同样，给它起这样一个名字还是由于制作它的目的与声音有关。说到这里，哎呀，音膜最好不要用纸来制作，因为你的口水对它来说可能是致命的。

　　到目前为止，能够将声音变成电流的的装置已经制作完成了。为了能让你看得更清楚，假设我们已经把这个装置从中间切开，切面处的景象就如同图4.13所示的那样。请不要对图中的那些小圆圈感到奇怪，那是音圈被竖着切开时（通常，剖面图画的都是物体被切开时的样子），每一匝导线被斩断后的截面。当你对着它说话或唱歌时，由于声波的作用，音膜也被迫振动，从而带动音圈在磁场中运动，从而产生感应电流，这是一个我们已经知道的过程。唯一需要指出的是，转换出来的电流，它的强弱是根据声波而变化的，如果用仪器显示出来的话，它与那个声波的波形是一样的。这是因为随着声波的变化，音圈切割磁力线的幅度是不同的，从而产生或强或弱的电流。

　　第一个发明电话的人，按照比较公认的说法，是美国人贝尔（1847～1922），他生于苏格兰，1876年申请了电话专利权，不过这在当时还是非常新奇的东西。当年5 月，当他带着自己的发明的电话参加纪念独立一百年博览会时，巴西王子彼德罗对这个玩意儿感到很好奇，就拿起听筒放在耳朵上。当他从听筒里听到声音后不禁大声惊呼：“啊！我的上帝，它说话了！”

　　贝尔发明电话不久，它就传到了中国，在上海的很多达官贵人家里都安装了这种玩意儿。这在当时是很贵重的东西，一般人儿还装不起。那时的上海算是中国最时髦的地方了，土生土长的资本家、珠光宝气的阔太太、脚上沾过外国泥的假洋鬼子以及从长相上看爹妈明显不是本地人的外来者多得是。有什么新鲜东西通常都要先在上海流行起来，就连现在提起“夜上海”三个字的时候都令人神往。刚开始的时候这东西不叫“电话”，而叫“德律风”，这是不值得奇怪的，因为在美国人的语言里，这个单词是“Telephone”，它的发音听起来恰恰就很象是“德律风”。电话中将声音变成电流的部分，也就是我们刚刚介绍过的那个装置，通常叫做“送话器”，国内叫做“话筒”。由于它是工作原理是通过音圈振动产生电流，所以通常把这种话筒叫做动圈式话筒。

　　在说英语的国家里，话筒的单词是“Microphone”，或者是拼写更简短的“Mike”、“MIC”。其实MIC更常见些。这就是为什么在国内大家都喜欢称它为“麦”或者“麦克风”的由来，两者的发音的确是很相似的。需要严肃地指出的是，真正长在地里的麦是不能传声的。
　　贝尔制作的送话器有个明显的缺点，就是它产生的电流一般都很微弱（不要指望现在的科学技术能对它有所帮助，尽管现在还存在着大量的动圈式话筒，但它们同样只能产生微弱的电流）。要知道，那个时候还没有发明出将这种微弱电流放大的装置，要打电话，你非得扯着嗓子大声说话不可。所以后来爱迪生发明的碳精送话器更流行。

　　爱迪生（1847～1931）出生于美国。由于他的发明是如此之多，所以我可能要在这里多说一些关于他的事情。