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声学的基本概念

2020-02-27 07:32:01 1762次浏览

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人们之所以能够听到声音,是由于声波振动引起的,并通过传声媒质(如:空气、水、混凝土等弹性物质)传播进入人耳。从声源或振动源直接传入人耳的叫“直达声”,声音通过物体反射传入人耳的叫“反射声”。

人的双耳距离大约有15~17厘米,这个距离使人耳具有非常准确的判断声源位置的特性。比如说:声音从左方首先进入左耳,右耳听到的声音比左耳晚一些其时间差=双耳距离/声速,为0.44~0.5mS。这个时间差使听音者感觉声音来自左方。所以直达声对判别声源的位置起决定性作用。因此人们在欣赏音乐时具有立体感和空间感。

在反射声中较早到达人耳的声波较强,这个较强的反射波称之为早期反射声,在此之后的反射声的总和称为混响声。

人耳的听音范围是20Hz~20KHz。低于20Hz叫次声波,高于20KHz的叫超声波。

声波振动一周所传播的距离叫“波长”用λ表示

声波一秒钟传播的距离叫“波速”用c表示

声波一秒钟振动的次数叫“频率”用 f表示

它们之间的关系:λ=c/f

声波在传输过程中具有相互干涉作用。两个频率相同、振动方向相同且步调一致的声源发出的声波相互叠加时就会出现干涉现象。如果它们的相位相同,两波叠加后幅度增加声压加强;反之,它们的相位相反,两波叠加后幅度减小声压减弱,如果两波幅度一样,将完全抵消。由于声波的干涉作用,常使空间的声场出现固定的分布,形成波峰和波谷(从频响曲线上看似梳状滤波器的效果),即:音响术语中常说的----驻波现象。

在厅堂内扩声时由于墙壁的反射也会出现声波的干涉现象。如果是纯音(正弦波)信号,这种干涉现象必然会引起空间声场的很大差异,即:有的地方声波会加强、有的地方声波会减弱甚至完全抵消,成为“死点”(听不到声音)。好在语言和音乐不是正弦波而是复杂的波形,这种复杂的波形用傅立叶级数展开是多个不同频率、不同幅度的正弦波。所以有“此起彼落”“填平补齐”的效果,使干涉效应不太明显。但是!由于不同的频率信号所产生的干涉效果不同,某些频率信号加强,另一些频率信号减弱,所以常常导致房间传输特性不均匀,这就是为什么要使用“房间均衡”的道理。

由上所述,声音为一串串稀疏稠密交替变化的波,而疏和密就是空气压强的变化,再通过人的耳膜对空气压力的反映传入大脑,从而听到声音。声波是描述声音的物理现象,常用波形表示。注意!声波具有一切“波”的性质。所以产生声音的必要条件有两个:1、必须要有振动体或振动源。2、声波的传递必须依靠传播媒介

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