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关于声学的资料
发布日期:2019-08-16 06:31   来源:未知   阅读:

  初二了,新添了一门物理课,第一单元讲的是声音,还想在这方面有所拓展,所以需要一些关于声音的资料,必须是容易理解(最好有所事例)并能长期的有用处,可以作为以后学习的资料(拓...

  初二了,新添了一门物理课,第一单元讲的是声音,还想在这方面有所拓展,所以需要一些关于声音的资料,必须是容易理解(最好有所事例)并能长期的有用处,可以作为以后学习的资料(拓展的越多越好)

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  2013-08-09展开全部声学是研究媒质中机械波的产生、传播、接收和效应的物理学分支学科。媒质包括各种状态的物质,可以是弹性媒质也可以是非弹性媒质;机械波是指质点运动变化的传播现象。

  就该词的本义,系指任何与听觉有关的事物。但依通常所用,其一系指物理学中关于声音的属性、产生和传播的分支学科;其二系指建筑物适合清晰地听讲话、听音乐的质量。

  声音由物体(比如乐器)的振动而产生,通过空气传播到耳鼓,耳鼓也产生同率振动。声音的高低(pitch)取决于物体振动的速度。物体振动快就产生“高音”,振动慢就产生“低音”。物体每秒钟的振动速率,叫做声音的“频率”

  声音的响度(loudness)取决于振动的“振幅”。比如,用力地用琴弓拉一根小提琴弦时,这根弦就大距离地向左右两边摆动,由此产生强振动,发出一个响亮的声音;而轻轻地用琴弓拉一根弦时,这根弦仅仅小距离左右摆动,产生的振动弱而发出一个轻柔的声音。

  较小的乐器产生的振动较快,较大的乐器产生的振动较慢。如双簧管的发音比它同类的大管要高。同样的道理,小提琴的发音比大提琴高;按指的发音比空弦音高;小男孩的嗓音比成年男子的嗓音高等等。制约音高的还有其他一些因素,如振动体的质量和张力。总的说,较细的小提琴弦比较粗的振动快,发音也高;一根弦的发音会随着弦轴拧紧而音升高。

  不同的乐器和人声会发出各种音质(quality)不同的声音,这是因为几乎所有的振动都是复合的。如一根正在发音的小提琴弦不仅全长振动,各分段同时也在振动,根据分段各自不同的长度发音。这些分段振动发出的音不易用听觉辨别出来,然而这些音都纳入了整体音响效果。泛音列中的任何一个音(如G,D或B)的泛音的数目都是随八度连续升高而倍增。泛音的级数还可说明各泛音的频率与基音频率的比率。如大字组“G”的频率是每秒钟振动96次,高音谱表上的“B”(第五泛音)的振动次数是5*96=480,即每秒钟振动480次。

  尽管这些泛音通常可以从复合音中听到,但在某些乐器上,一些泛音可分别获得。用特定的吹奏方法,一件铜管乐器可以发出其他泛音而不是第一泛音,或者说基音。用手指轻触一条弦的二分之一处,然后用弓拉弦,就会发出有特殊的清脆音色的第二泛音;在弦长的三分之一处触弦,同样会发出第三泛音等。(在弦乐谱上泛音以音符上方的“o”记号标记。自然泛音“natural harmonics”是从空弦上发出的泛音;人工泛音“artificial harmonics”是从加了按指的弦上发出。)

  声音的传播(transmission of sound)通常通过空气。一条弦、一个鼓面或声带等的振动使附近的空气粒子产生同样的振动,这些粒子把振动又传递到其他粒子,这样连续传递直到最初的能渐渐耗尽。压力向邻近空气传播的过程产生我们所说的声波(sound waves)。声波与水运动产生的水波不同,声波没有朝前的运动,只是空气粒子振动并产生松紧交替的压力,依次传递到人或动物的耳鼓产生相同的影响(也就是振动),引起我们主观的“声音”效果。

  判断不同的音高或音程,人的听觉遵守-条叫做“韦伯-费希纳定律”(Weber-Fechner law)的感觉法则。这条定律阐明:感觉的增加量和刺激的比率相等。音高的八度感觉是一个2:1的频率比。对声音响度的判断有两个“极限点”:听觉阀和痛觉阀。如果声音强度在听觉阀的极限点认为是1,声音强度在痛觉阀的极限点就是1兆。按照韦伯-费希纳定律,声学家使用的响度级是对数,基于10:1的强度比率,这就是我们知道的1贝(bel)。响度的感觉范围被分成12个大单位,1贝的增加量又分成10个称作分贝(decibel)的较小增加量,即1贝=10分贝。1分贝的响度差别对我们的中声区听觉来说大约是人耳可感觉到的最小变化量。

  当我们同时听两个振动频率相近的音时,它们的振动必然在固定的音程中以重合形式出现,在感觉上音响彼此互相加强,这样一次称为一个振差(beat)。钢琴调音师在调整某一弦的音高与另一弦一致的过程中,会听到振差在频率中减少,直到随正确的调音逐渐消失。当振差的速率超过每秒钟20次,就会听到一个轻声的低音。

  当我们同时听两个很响的音时,会产生第三个音,即合成音或引发音(combination tone或resultant tone)。这个低音相当于两个音振动数的差,叫差音(difference tone)。还可以产生第四个音(一个弱而高的合成音),它相当于两个音振动数的和,叫加成音(summation tone)。

  同光线可以反射一样,亦有声反射(reflection of sound),比如我们都听到过的回声。同理,如果有阻碍物挡住了声振动的通行会产生声影(sound shadows)。然而不同于光振动,声振动倾向于围绕阻碍物“衍射”(diffract),并且不是任何固体都能产生一个完全的声影。大多数固体都程度不等地传递声振动,而只有少数固体(如玻璃)传递光振动。

  共鸣(resonance)一词指一物体对一个特定音的响应,即这一物体由于那个音而振动。如果把两个调音相同的音叉放置在彼此靠近的地方,其中一个发声,另一个会产生和应振动,亦发出这个音。这时首先发音的音叉就是声音发生器(generator),随后和振的音叉就是共鸣器(resonator)。我们经常会发现教堂的某一窗户对管风琴的某个音产生反应,产生振动;房间里的某一金属或玻璃物体对特定的人声或乐器声也会产生类似的响应。

  从共鸣这个词的严格科学意义说,这一现象是真正的共鸣(“再发声”)。这一词还有不太严格的用法。它有时指地板、墙壁及大厅顶棚对演奏或演唱的任何音而不局限于某个音的响应。一个大厅共鸣过分或是吸音过强(“太干”)都会使表演者和观众有不适感(一个有回声的大厅常被描述为“共鸣过分”,其实在单纯的声音反射和和应振动的增强之间有明确的区别)。混响时间应以声音每次减弱60分贝为限(原始辐射强度的百万分之一)。

  墙壁和顶棚的制造材料应是既回响不过分又吸音不太强。声学工程师已经研究出建筑材料的吸音的综合效能系数,但是吸音能力难得在音高的整体幅面统一贯穿进行。只有木头或某些声学材料对整个频率范围有基本均等的吸音能力。放大器和扬声器可以用来(如今经常这样使用)克服建筑物原初设计不完善所带来的问题。大多数现代大厅建筑都可以进行电子“调音”,并备

  声学是研究媒质中声波的产生、传播、接收、性质及其与其他物质相互作用的科学。

  声学是经典物理学中历史最悠久而当前仍在前沿的一个分支学科。因而它既古老而又颇具年轻活力。

  多重回声随时间衰减情况,可以反映房间界面的吸声系数。在延时效果中,用于控制回声次数,反馈率在0%至99%之间连续可调e反馈率为0%时,为延时效果;99%时为无休止的回声。

  亦称截止频率,全电平通过的信号与被衰减或截止信号的分界频率,高于此频率的的信号可以全电平通过,低与这个频率的信号则完全不能通过(实际上是迅速得到衰减)。如在低切或高通滤波功能键旁所标的频率就是转折频率,意味着低于这个频率的声音不复存在,高于这个频率的声音正常通过,有些设备的 转折频率是连续可调的。

  亦称绕射,声波在传播时,如果被一个大小近于声波波长或等于波长的物体所阻挡,就会绕过这个物体,继续行进。当阻挡物较小(与波长相比)时,其后面仍能清晰地听到声音;但当阻挡物较大时,就会在其后形成声影民音量明显减少。+ v A1 f! s6 ?$ m# q

  利用扩展器原理制成的一种降低背景噪声的设备,输入信号小于一定程度(阈值)时噪声门无输出,大 于此值时正常输出,可以消除声音间歇过程的本底噪声,在音响领域中除了降低背景噪声外,还可以用于提高声音分离度、处理鼓声等。

  扩声系统在无有用声信号输入的情况下,音箱发出的本底噪声级。系统总噪声级与音响工程质量、音 响系统设计、音响系统的调试和音响设备本身等因素有关。

  亦称等响控制,是为补偿人耳的听觉对中音比较敏感而对低音和高音比较迟钝而设置的一种控制方式,当放大器开大音量时它不起作用,而当放大器音量关小时,响区控制电路能目动将信号的同首和低音适当加以提升,从而得到响度频率补偿。由于人耳在音量大时对低音和高音感觉较好,而在音量小时低音和高 音感受力不良,听音时就会出现音量大时人们感觉高音低音合适,而当音量小时高音低音明显不足这一现象。响度控制是一种带补偿的音量控制器,它能补偿人耳在不同音量情况下对听觉特性的差异,不论音量开 大或关小,人耳听觉感受只是声音的响度发生变化,音色不变。

  亦称电子分频、电压分频或前级分频。分频器位于功率放大器之前,将音频信号分频后,按不同频段分配给各功率放大器,各功率放大器将不同频段的音频功率信号送至各扬声器,因电流较小故可蝴小功率 的电子有源滤波器实现。优点是调整容易,电声指标高,信号损失小、音质好,但由于这种方式每路要用独立的功率放大器,故成本高,电路结构复杂,适用于专业扩声系统。: D. E7 Z Y; S$ `

  效果器中的一种特殊声音效果。声音在房间传播过程中声源发出的直达声与延时反射声之间由于存在相位差,当两个声音遇到一起后,就会产生一种在声学上被称为梳状滤波效应的现象,即在某些点上互 相加强形成峰点,而在另一些点上则互相抵消形成谷点。效果器的移相(Phasing)效果就是利用了这个现象, 它设有直达声(即未经过处理的声音信号)与反射声的延时时间量参数调节功能.可以控制梳状滤波效应的 峰与谷出现位置,从而使声音中奇次谐波增强、偶次谐波削弱,或者使奇次谐波减弱、偶次谐波增强,以便达到改善声音音色、滤除某些失真所产生的多余谐波成分的目的。杭状滤波器蜂谷幅度相差的大小由延时信 号和直达信号的混合比例决定,两者的混合比例为1:1时相差最大,效果最明显,此时峰点幅度比混合前的 直达信号高6分贝,谷点幅度为o。梳状滤波器通常选用短延时,其延时时间在1至20毫秒之间。

  在扩声系统中,音箱所能发出的最大稳态声压级,最大声压级越高,说明系统的功率储备就大,声音听起来底气足、动态大,坚实有力。决定扩声系统最大声压级的因素主要是功放、音箱总功率和声场大小 等。

  传播方向与振动方向相同的波,亦称疏密波,声波即属于纵波,将振动引起的气压变化传送开采,气压高 (正压)的地方空气致密,气压低(负压)的地方空气稀疏。! t, ]- S+ n z s$ Y6 }5 s( Y

  反映音响设备瞬态特性的指标之一,计算方法是:音箱阻抗/功放内阻*导线阻抗。扬声器放送声音 时,纸盆的往复振动,会导致低频共振,只要功放的内阻和音箱线的阻抗很小,就有可能将扬声器共振时音 团产生的感应电动势短路,起到抑制共振的目的,从而使声音清晰明了。阻尼系数过小,声音出现拖后,造成 浑浊;过大,声音硬而干涩无味,一般在10至30之间较为合适。 5 w% ` q( y2 Y; w1 y% O

  波阵面为同轴柱面的声波,一般为线声源(如声柱)或声音通过较长的狭缝所产生,在传播中的衰减小 于球面波,距离每增加一倍,声压级衰减3分贝,使扬声器发出柱面波是扩声系统提高声波传输距离的重要 手段。

  亦称初始延时,为早期反射声与直达声之间的时间间隔,不同体形和体积的房间的预延时时间是不尽相同的,但它主要与房间大小有关,可以用房间的平均自由程来计算。效果器的预延时调得较大时,可以获得 大空间、大厅堂效果,同时还可以避免反射声直接对直达声的干扰而造成的声染色,但也不宜调得过长,一般应调到听音空间与房间的实际空间大小相适和声音清晰、声像殷实的程度。* @- s# M s5 ^% 0 g1 W# X! a4 ~; G

  开放空间形成的,如开阔的、周围无任何建筑物的空旷场地和野外等,露天演出即属于此类情况。界面吸声性能非常好(吸音系数接近于1)的房间—般也属于自由声场,如消声室和某些声学实验室等,此类房 间一般用于电声器件(如话筒、扬声器和音箱)的测量和进行声学实验。在自由声场中,声音不受反射界面影 响,相当于无限大容积的空间,没有由于反射而产生的声音干涉现象,故音色纯正,但听起来发干,混响时间几乎等于零,距离每增加一倍,声压级衰减6分贝。, t8 d, u) f7 ~+ a. L

  2013-08-09展开全部声学又是当前物理学中最活跃的学科之一。声学日益密切地同声多种领域的现代科学技术紧密联系,形成众多的相对独立的分支学科,从最早形成的建筑声学、电声学直到目前仍在“定型”的“分子—量子声学”、“等离子体声学”和“地声学”等等,目前已超过20个,并且还有新的分支在不断产生。其中不仅涉及包括生命科学在内的几乎所有主要的基础自然科学,还在相当程度上涉及若干人文科学。这种广泛性在物理学的其它学科中,甚至在整个自然科学中也是不多见的。

  在发展初期,声学原是为听觉服务的。理论上,声学研究声的产生、传播和接收;应用上,声学研究如何获得悦耳的音响效果,如何避免妨碍健康和影响工作的噪声,如何提高乐器和电声仪器的音质等等。随着科学技术的发展,人们发现声波的很多特性和作用,有的对听觉有影响,有的虽然对听觉并无影响,但对科学研究和生产技术却很重要,例如,利用声的传播特性来研究媒质的微观结构,利用声的作用来促进化学反应等等。因此,在近代声学中,一方面为听觉服务的研究和应用得到了进一步的发展,另一方面也开展了许多有关物理、化学、工程技术方面的研究和应用。声的概念不再局限在听觉范围以内,声振动和声波有更广泛的含义,几乎就是机械振动和机械波的同义词了。

  自然界从宏观世界到微观世界,从简单的机械运动到复杂的生命运动,从工程技术到医学、生物学,从衣食住行到语言、音乐、艺术,都是现代声学研究和应用的领域。

  从频率上看,最早被人认识的自然是人耳能听到的“可听声”,即频率在20Hz~20000Hz的声波,它们涉及语言、音乐、房间音质、噪声等,分别对应于语言声学、音乐声学、房间声学以及噪声控制;另外还涉及人的听觉和生物发声,对应有生理声学、心理声学和生物声学;还有人耳听不到的声音,一是频率高于可听声上限的,即频率超过20000Hz的声音,有“超声学”,频率超过500MHz的超声称为“特超声”,当它的波长约为10〈-8〉m量级时,已可与分子的大小相比拟,因而对应的“特超声学”也称为“微波声学”或“分子声学”。超声的频率还可以高10〈14〉Hz。二是频率低于可听声下限的,即是频率低于20Hz的声音,对应有“次声学”,随着次声频率的继续下降,次声波将从一般声波变为“声重力波”,这时必须考虑重力场的作用;频率继续下降以至变为“内重力波”,这时的波将完全由重力支配。次声的频率还可以低至10-4Hz。需要说明的是,从声波的特性和作用来看,所谓20Hz和20000Hz并不是明确的分界线。例如频率较高的可听声波,已具有超声波的某些特性和作用,因此在超声技术的研究领域内,也常包括高频可听声波的特性和作用的研究。

  从振幅上看,有振幅足够小的一般声学,也可称为“线性(化)声学”,有大振幅的“非线性声学”。

  从传声的媒质上看,有以空气为媒质的“空气声学”;还有“大气声学”,它与空气声学不同的是,它主要研究大范围内开阔大气中的声现象;有以海水和地壳为媒质的“水声学”和“地声学”;在物质第四态的等离子体中,同样存在声现象,为此,一门尚未成型的新分支“等离子体声学”正应运而生。财神爷心水论坛