声音




1、声音的产生:声音是由物体振动产生的,正在振动的物体叫声源;一切发声体都在振动,振动停止,发声停止。

2、声音的传播:

(1)声音的传播需要介质,传播声音的介质可以是固体、液体和气体,真空不能传声。振动停止,发声停止,但声音不会马上消失。

(2)声音是以波的形式传播的,叫声波。声波的传播也伴随着能量的传播。

注意:有声音一定有声源在振动,有声源振动不一定能听见声音。

3、声速:

(1)声波在介质中的传播速度叫声速,声速大小跟介质有关。一般情况下,声音在固体中传播最快,液体中较快,气体中最慢。在15℃时,空气中的声速是340m/s。

(2)声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,再传入人的耳朵,人听到反射回来的声音叫回声。

4、回声及其利用:

(1)回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。

(2)把回声跟原声区分开来最少需要0.1s,此时障碍物到听者的距离至少为17m。

(3)回声利用:利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近;测量中要先知道声音在海水中的传播速度。

回声测距方法:测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t,查出声音在介质中的传播速度v,则发声点距物体S=vt/2。



1、声音的特性:音调、响度和音色。

(1)音调是指声音的高低。音调高低是由声源振动的频率决定的,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。

(2)响度是指声音的大小。响度与声源振动的振幅有关,振幅越大,响度越大;响度还与距声源的远近有关,距声源越近,响度越大。

(3)音色是指声音的品质与特征,它与声源的材料、结构有关。不同物体发出声音的音调和响度可能相同,但音色却一定不同。

2、超声波与次声波:人的听觉所能听到的声音频率范围在20Hz到20000Hz之间。高于20000Hz叫超声波(很多动物能够利用超声波交流),低于20Hz叫次声波(地震时会产生次声波)。

振幅

如果只关注单个空气分子,可以发现:它来回振动的轨迹,就是一个正弦或余弦函数的曲线图。

单个空气分子

横轴:代表时间。

横轴

纵轴:代表空气分子来回振动时产生的位移。

纵轴

蓝色的中心线:代表该空气分子的未受振动干扰时的位置(平衡位置,Equilibrium Position)。、

平衡位置

从平衡位置到最大位移位置之间的距离,叫做振幅(Amplitude)。

振幅

周期

空气分子完全来回振动一次所花费的时间,叫做周期(Period),单位是秒(s)。

一个周期
一个周期

频率

物体每秒来回振动的次数,叫做频率(Frequency),也就是周期分之一。

  • 单位是秒分之一(1/s),也称为赫兹(Hz)
  • 比如440Hz代表物体每秒来回振动440次
  • 因此,频率用来表示物体振动的快慢

理论上,人类的发声频率是85Hz ~ 1100Hz,人类只能听见20Hz ~ 20000Hz之间的声音。

  • 低于20Hz的称为:次声波(Infrasound)
  • 高于20000Hz的称为:超声波(Ultrasound)

人和动物的发声和听觉频率

音调

频率越高,音调就越高。

频率越低,音调就越低。

通常女生讲话时,声带振动的频率就比较高,因此我们听到的音调就高,有时会有点刺耳,而男生讲话时,声带振动的频率就比较低,因此我们听到的音调就低,显得比较低沉。

响度

当提高声音的响度(音量,大小)时,振动的幅度会变大。

提高音量

我们常用dB(分贝)来描述声音的响度。

分贝情景
0刚能听到的声音
15以下感觉安静
30耳语的音量大小
40冰箱的嗡嗡声
60正常交谈的声音
70相当于走在闹市区
85汽车穿梭的马路上
95摩托车启动声音
100装修电钻的声音
110卡拉OK、大声播放MP3的声音
120飞机起飞时的声音
150燃放烟花爆竹的声音

音色

概念

音色(Timbre)是指声音的特色。

  • 不同的声源由于其材料、结构不同,则发出声音的音色也不同
  • 我们之所以能够根据声音区分出不同的乐器、不同的人,都是因为它们的音色不同
  • 不同音色的声音,即使在同一响度和同一音调的情况下,也能让人区分开来

微信的声音登录功能,就是基于不同人不同音色的原理,为每一个人私人定制一把声音锁。

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