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声音要素:响度、振幅、能量 - 自然科学基础

【摘要】:(二)响度和振幅声音的响度与声波运载的能量有关,是听者对声波主观上感觉到的声音强弱,跟声源振幅有关,振幅越大,响度越大。击鼓、敲锣和拉琴时,用力越大,声源的振幅越大,发声越响。为了增大响度,可增加振动空气的表面积,以起到增强远处空气振幅的作用;有时用纸板(或用手)制成传声筒,吹奏乐器用喇叭,使声波向一个比较集中的方向传播,是很有效的。

和谐悦耳的声音叫作乐音,它是由做周期性振动的物体发出来的,它的波形图像也是呈周期性的。乐音有三个要素:音调、响度和音品。

(一)音调和频率

音调就是乐音的高低,它跟声源振动的快慢有关。用一纸片接触齿数不同的、转动着的齿轮,听纸片转动时发出的声音。我们发现,纸片振动得越快,即每秒内振动的次数越多,频率越大,音调越高。

男子发音的频率一般是95 Hz~142 Hz,歌唱时男高音的频率不超过488 Hz。女子发音的频率是272 Hz~588 Hz,歌唱时女高音的频率可达1034 Hz。频率高于20 000 Hz的声波叫超声波,低于20 Hz的声波叫作次声波。人对高音和低音的听觉有一定的限度——在20 Hz~20 000 Hz范围内,所以,乐音中使用的频率在30 Hz到4000 Hz之间。

(二)响度和振幅

声音的响度与声波运载的能量有关,是听者对声波主观上感觉到的声音强弱,跟声源振幅有关,振幅越大,响度越大。击鼓、敲锣和拉琴时,用力越大,声源的振幅越大,发声越响。

声源在振动发音时,使周围媒质的分子振动,把自己的一部分能量传递给分子,声强越大,响度越大,单位时间内传递出去的能量也越大,常用单位时间内通过与声波传播方向相垂直的单位面积的能量来量度声强。

声源发出的声波是向各个方向传播的,其声强将随着距离的增大而逐渐减弱,因为声源每秒钟发出的能量是一定的。离开声源的距离越远,能量的分布面越大,通过单位面积的能量就越小,人所听到的声音就越小。为了增大响度,可增加振动空气的表面积,以起到增强远处空气振幅的作用;有时用纸板(或用手)制成传声筒,吹奏乐器用喇叭,使声波向一个比较集中的方向传播,是很有效的。

(三)音品

两种声源发出的声音,有时音调和响度都相同,但我们仍能辨别声源的不同发声体,例如,接亲近人的电话时,一听声音就可知道对方是谁。这说明乐音除了音调和响度这两个特性以外,还有第三个特性,那就是音品。音品跟发音器官的发音方式和结构有关,它反映声音的特色,也叫音色