声音的音调就是声音的高低,以前看师傅所著的《我来教你玩音响》一书,第二章,P22介绍说: “声音的高低就是音调,是描述物体振动速度快慢的标志。物体振动的速度越快,产生的声音的音调就越高,我们听到的声音就越尖;反过来,物体振动的速度越慢,声音的音调就越低,我们听到的声音就越低沉。物体每秒钟振动多少次叫做频率,单位是赫兹(Hz)。物体一秒钟振动50次,发出的声音的频率就是50Hz;一秒钟振动1000次,发出声音的频率就是1000Hz。” 众所周知声音的音调越高频率就越高,声音的音调越低频率也越低,但是为什么呢?那是用什么作依据呢?怎么知道物体一秒钟振动50次,声音的频率就是50Hz的呢?是怎么出来的呢?经过一番研究,原来这关系是有物理公式可寻的,这个可以计算出来的。怎么算呢? 首先得弄清楚什么是声音: 声音是物体振动引起空气振动产生的一种一上一下的气压波,这种声波传到人耳而听到声音。 看图1,是空气气压振动形成一上一下的气波,横轴为正常气压,正常气压以上的声波叫正弦波,正常气压以下的声波叫负弦波。正弦波的最高点叫波峰,负弦波的最低点叫波谷。 声波的周期:气压从起始点经过波峰波谷后再返回到起点算一周,所需要的时间叫声波的周期。一个完整的周期是360度,声波的起始点是0度,到波峰为90度,中间点为180度,波谷为270度,结束点为360度。 声波幅度(Amplitude):波形的高度就是声波的幅度,当物体振动的幅度越大,产生的气压就越大,人耳感受到的压力就越大,从而听到的声音就越响;相反,幅度越低,声音越弱。 声速度是340米/秒 音速没有一个固定的值,在干燥空气中,音速u=331.3+(0.606c)m/s (c=摄氏气温) 温度15度时 声速=331.3+0.606x15=340.4m/s
声音的波长=声速/频率 波长(Wavelength):就是任何两个相邻的同相位点间的距离。比如相邻的0度到0度,90度到90度,180度到180度等,都等于波长。 下面就利用上面的关系来计算一下声音的频率:先看下图,图2为1Hz声音的波长,图3为10Hz声音的波长。 (图2)1Hz声音的波长340m/1Hz,1sec循环1个周期 (图3)10Hz声音的波长340m/10Hz,100ms循环1个周期,1sec循环10个周期 如此类推: 1Hz的声音波长340m/1Hz=340m,一个周期的时间是1sec; 10Hz的声音波长340m/10Hz=34m,一个周期的时间是100ms; 100Hz的声音波长340m/100Hz=3.4m,一个周期的时间是10ms; 1000Hz的声音波长340m/1000Hz=0.34m,一个周期的时间是1ms; 10000Hz的声音波长340m/10000Hz=0.034m,一个周期的时间是0.1ms。 同样道理: 频率(Frequency),物体每秒钟振动的周期数,叫频率。单位是赫兹(Hz)。 当发出1Hz的声音,1sec气压来回振动1个周期; 当发出10Hz的声音,1sec气压来回振动10个周期; 当发出100Hz的声音,1sec气压来回振动100个周期; 当发出1000Hz的声音,1sec气压来回振动1000个周期; 当发出10000Hz的声音,1sec气压来回振动10000个周期。 由以上数字统计看到: 当声音一秒钟振动的次数越多,它发出的频率就越高;反之,当声音一秒钟振动的次数越少,发出的频率就越低 |