特性
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响度(loudness):人主观上感觉声音的大小(俗称音量),由“
振幅”(amplitude)和人离声源的距离决定,振幅越大响度越大,人和声源的距离越小,响度越大。(单位:
分贝dB)
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音调(pitch):声音的高低(高音、低音),由“
频率”(frequency)决定,频率越高音调越高(频率单位Hz(hertz),赫兹[/url,人耳听觉范围20~20000Hz。20Hz以下称为
次声波,20000Hz以上称为
超声波)例如,低音端的声音或更高的声音,如细弦声。
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频率是每秒经过一给定点的声波数量,它的测量单位为赫兹,是以
海因里希·鲁道夫·赫兹的名字命名的。此人设置了一张桌子,演示频率是如何与每秒的周期相关的。
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1
千赫或1000赫表示每秒经过一给定点的声波有1000个周期,1
兆赫就是每秒钟有1,000,000个周期,等等。
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音色(Timbre):又称
音品,波形决定了声音的音色。声音因不同物体材料的特性而具有不同特性,音色本身是一种抽象的东西,但
波形是把这个抽象直观的表现。音色不同,
波形则不同。典型的音色
波形有方波,
锯齿波,正弦波,脉冲波等。不同的音色,通过波形,完全可以分辨的。
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乐音:有规则的让人愉悦的声音。
噪音:从
物理学的角度看,由
发声体作无规则振动时发出的声音;从环境保护角度看,凡是干扰人们正常工作、学习和休息的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。
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音调,响度,音色是乐音的三个主要特征,人们就是根据他们来区分声音。
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当两个物体碰撞后振动产生声音时,若两者振动频率比为不可化简的复杂比,如:201:388,那么我们分辨出来会觉得这个声音刺耳;相反,若两者振动频率比为可化简的简单比,如:3:7,那么我们分辨出来会觉得很动听。(毕达哥拉斯发现)
传播
声音的传播需要物质,物理学中把这样的物质叫做介质,这个介质可以是空气,水,固体.当然在真空中,声音不能传播。声音在不同的介质中传播的速度也是不同的。声音的传播速度跟介质的反抗
平衡力有关,反抗平衡力就是当物质的某个分子偏离其
平衡位置时,其周围的分子就要把它挤回到平衡位置上,而反抗平衡力越大,声音就传播的越快。水的反抗
平衡力要比空气的大,而铁的反抗平衡力又比水的大。
声音的传播也与温度和阻力有关。
声音还会因外界物质的阻挡而发生折射,例如人面对群山呼喊,就可以听得到自己的回声。另一个以折射为例:晚上的声音传播的要比白天远,是因为白天声音在传播的过程中,遇到了上升的热空气,从而把声音快速折射到了空中;晚上
冷空气下降,声音会沉着地表慢慢的传播,不
容易发生折射。
介质
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速度
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介质
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速度
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空气(15℃)
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340m/s
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空气(25℃)
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346m/s
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水(常温)
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1500m/s
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海水(25℃)
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1530m/s
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钢铁
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5200m/s
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冰
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3160m/s
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软木
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500m/s
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松木
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3320m/s
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尼龙
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2600m/s
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水泥
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4800m/s
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声音在空气中的传播速度还与压强和温度有关。
声音在空气中的速度随温度的变化而变化,温度每上升/下降5℃,声音的速度上升/下降3m/s。
声音的传播最关键的因素是要有介质,介质指的是所有固体,液体和气体,这是声音能传播的前提。所以,真空不能传声。物理参量有声源离观察者的距离,声源的震动频率,传播介质有关。
声音的传播速度随物质的坚韧性的增大而增加,物质的密度减小而减少.如:声音在冰的传播速度比声音在水的传播速度快.冰的坚韧性比水的坚韧性强,但是水的密度大于冰.这减少了声音在水与冰的传播速度的差距.格式可写为:
c=ρ*C
c:声速
C:坚韧性(coefficient of stiffness)
ρ:密度