1. 频率分类

• 频率 (Frequency): 指声波振动的速度，通常以赫兹（Hz）为单位。频率决定了声音的高低，即音高。

• 高低频：高频声音听起来尖锐或高亢，而低频声音则沉闷或低沉。

• 听觉范围: 人类通常是20 Hz到20,000 Hz（20 kHz）。在这个范围内，声音的频率越高，听到的音调就越高，反之亦然。

20 Hz到20,000 Hz的声波分为5个部分：

次声波、低频、中频、高频、超声波

1.1 次声波（Infrasound）

低于20 Hz的声波, 正常人类无法感知

地震波、风和火山活动产生

1.2 低频

20 Hz - 250 Hz，低音（Bass）。

	20Hz-60Hz: 重型机械运转声、远处雷鸣声、交通噪声、中央空调
	
	60Hz-120Hz: 男性和女性的语音基频区域、低音乐器如低音吉他的频率范围。

	120Hz-250Hz： 男性和女性语音的谐波区域、部分乐器的中低音区域、电子设备的低频噪声。

1.3 中频

250 Hz - 2000 Hz，中音（Midrange）。

涵盖大部分人类可辨识声

250Hz - 2000Hz： 大部分人类语音的频率范围，包括男性和女性的声音频率。

1.4 高频

2000 Hz - 20,000 Hz，高音（Treble）。

* 2000Hz - 5000Hz： 如小号、小提琴、女高音等乐器和人声。

* 5000Hz - 8000Hz: 如高音笛、钢琴的高音区域等。

* 8000Hz - 20000 Hz: 尖锐的声音，鸟类的啼鸣、哨声

1.5 超声波

大于20,000 Hz，人类耳朵无法感知，许多动物(狗和蝙蝠等)可以听到

超声波在医学诊断、工业检测、通信和科学实验中有着重要的应用。

1.6 声波图

5类声波的可视化如下：

# 参数设置 
signal = 0.5 * np.sin(2 * np.pi * freq * t)
sample_rate = 44100 
duration = 1.0  
seconds time_window = 0.1  
signals = {   'Infrasound': 10, 
			'Low Frequency': 100, 
			'Mid Frequency': 1000, 
			'High Frequency': 10000,
			'Ultrasound': 25000 }

2.次声波

由于频率极低，造成次声波的波长很长。对于1 Hz的声波，波长可以达到340米（在空气中）。

• 传播特性：

  次声波能够穿透并绕过障碍物，传播距离远，甚至可以在地球表面、大气层、水中传播很远。这使得它们在监测和通信中有特殊的应用。

• 次声波的来源

  • 自然现象：

    • 地震：地震产生的低频振动可以传播数千公里。
    • 火山爆发：火山活动会释放大量的次声波。
    • 大气现象：强风暴、飓风、龙卷风、海啸等都可以产生次声波。
    • 动物活动：一些大型动物，如大象和鲸鱼，也可以发出次声波用于通信。

  • 人类活动：

    • 爆炸：大型爆炸，如核试验或火箭发射，会产生大量的次声波。
    • 工业设备&