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「吃掉物理」声音的特性——响度和音色
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2013-10-14
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音色(musical quality)指音的感觉特性。频率的高低决定声音的音调,振幅的大小决定声音的响度但不同的物体发出的声音我们还是可以通过音色分辨不同发生体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同。
音色是声音的特色,根据不同的音色,即使在同一音高和同一声音强度的情况下,也能区分出是不同乐器或人声发出的。同样的音量和音配上不同的音色就好比同样色度和明度配上不同的色相的感觉一样。
音色的不同取决于不同的泛音,每一种乐器、不同的人以及所有能发声的物体发出的声音,除了一个基音外,还有许多不同频率的泛音伴随,正是这些泛音决定了其不同的音色,使人能辨别出是不同的乐器甚至不同的人发出的声音。每一个人即使说话也有不同的音色,因此可以根据其声音辨别出是不同的人。
声音是由发声的物体震动产生的,当其整体震动时发出基音,但同时其各部分也有复合的震动,这些各部分震动产生的声音组合成泛音。由于部分小于整体,所有不同的泛音都比基音的频率高,但强度都相当弱,否则则无法调准乐器的音高了。
声音的强弱叫做响度。响度是感觉判断的声音强弱,即声音响亮的程度,根据它可以把声音排成由轻到响的序列。
响度的大小主要依赖于声强,也与声音的频率有关。
声波所到达的空间某一点的声强,是指该点垂直于声波传播方向的单位面积上,在单位时间内通过的声能。声强的单位是瓦/米2。对于2000赫兹的声音,其声强为2×10-12瓦/米2就可以听到,但对于50赫兹的声音,需5×10-6瓦/米2才能听到,感觉这两个声音的响度相同,但它们的声强差2.5×106倍。对于同一频率的声音,响度随声强的增加不是呈线性关系,声强增大到10倍,响度才增大为2倍,声强增大到100倍,响度才增大为3倍。
单位时间内完成振动的次数,是描述振动物体往复运动频繁程度的量,常用符号f或v表示,单位为秒-1。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献,人们把频率的单位命名为赫兹,简称“赫”。每个物体都有由它本身性质决定的与振幅无关的频率,叫做固有频率。频率概念不仅在力学、声学中应用,在电磁学和无线电技术中也常用。交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数,叫做电流的频率。
声音的高低叫做音调。
声音的三个主要的主观属性 [即音量(也称响度)、音调、音色(也称音品)] 之一。表示人的听觉分辨一个声音的调子高低的程度,音调又称音的高度。
音调主要由声音的频率决定,同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音,音调随频率的升降而升降;对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降,高频纯音的音调却随强度增加而上升。
一般说来,儿童说话的音调比成人的高,女子声音的音调比男子高。在小提琴的四根弦中,最细的弦,音调最高;最粗的弦音调最低。在键盘乐器中,靠左边的音调低,靠右边的音调高。
音色是声音的特色,根据不同的音色,即使在同一音高和同一声音强度的情况下,也能区分出是不同乐器或人声发出的。同样的音量和音配上不同的音色就好比同样色度和明度配上不同的色相的感觉一样。
音色的不同取决于不同的泛音,每一种乐器、不同的人以及所有能发声的物体发出的声音,除了一个基音外,还有许多不同频率的泛音伴随,正是这些泛音决定了其不同的音色,使人能辨别出是不同的乐器甚至不同的人发出的声音。每一个人即使说话也有不同的音色,因此可以根据其声音辨别出是不同的人。
声音是由发声的物体震动产生的,当其整体震动时发出基音,但同时其各部分也有复合的震动,这些各部分震动产生的声音组合成泛音。由于部分小于整体,所有不同的泛音都比基音的频率高,但强度都相当弱,否则则无法调准乐器的音高了。
声音的强弱叫做响度。响度是感觉判断的声音强弱,即声音响亮的程度,根据它可以把声音排成由轻到响的序列。
响度的大小主要依赖于声强,也与声音的频率有关。
声波所到达的空间某一点的声强,是指该点垂直于声波传播方向的单位面积上,在单位时间内通过的声能。声强的单位是瓦/米2。对于2000赫兹的声音,其声强为2×10-12瓦/米2就可以听到,但对于50赫兹的声音,需5×10-6瓦/米2才能听到,感觉这两个声音的响度相同,但它们的声强差2.5×106倍。对于同一频率的声音,响度随声强的增加不是呈线性关系,声强增大到10倍,响度才增大为2倍,声强增大到100倍,响度才增大为3倍。
单位时间内完成振动的次数,是描述振动物体往复运动频繁程度的量,常用符号f或v表示,单位为秒-1。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献,人们把频率的单位命名为赫兹,简称“赫”。每个物体都有由它本身性质决定的与振幅无关的频率,叫做固有频率。频率概念不仅在力学、声学中应用,在电磁学和无线电技术中也常用。交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数,叫做电流的频率。
声音的高低叫做音调。
声音的三个主要的主观属性 [即音量(也称响度)、音调、音色(也称音品)] 之一。表示人的听觉分辨一个声音的调子高低的程度,音调又称音的高度。
音调主要由声音的频率决定,同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音,音调随频率的升降而升降;对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降,高频纯音的音调却随强度增加而上升。
一般说来,儿童说话的音调比成人的高,女子声音的音调比男子高。在小提琴的四根弦中,最细的弦,音调最高;最粗的弦音调最低。在键盘乐器中,靠左边的音调低,靠右边的音调高。
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