文档介绍：声音频率Frequency人耳能听到的声音频率到底是多少振动的物体能使邻近的空气分子振动,这些分子又引起它们邻近的空气分子振动,从而产生声音(Sound),声音以声波的形式传递,这种传递过程叫声辐射(SoundRadiation)。由于分子振动产生的声波的方向与波传递的方向相同,所以是一种纵波(Iongitudinalwave)。声波仅存在于声源周围的媒质中,没有空气的空间里不可能有声波。声音不仅可在空气内传递,也可在水、土、金属等物体内传递。声音在空气中的传播速度为340m/s(15℃时)。声波在单位时间内的振动次数称为频率(frequency),单位赫(Hz)。人耳能够听到的声音的整个范围是20~20000Hz,一般把声音频率分为高频、中频和低频三个频带。听觉好的成年人能听到的声音频率常在30~16000Hz之间,老年人则常在50~10000Hz之间。声波在传播过程中,空气层的密部和疏部向前移动,如图1–1。由于空气的固有弹性,上述那种疏密的压力变化将依次向四外传播,辐射出一系列有规则的波。声波的波长(wavelength)就是这一段路程的长,恰好排列波的一个密部和一个疏部。波长与声源的振动频率和声音传播的速度有关。知道了声波的传播速度和频率,就可以算出波长:C=l·f(式中,C为声波的传播速度m/s;l为声波的波长m;f为声波的频率Hz,)振动物体产生的声波,也就是空气里的压缩波,传到我们耳朵里就变成各种乐音、谐音或噪声。在声音世界里除基音外,大量存在的是复合音,而频率与基音频率成整数倍的所有分音称为谐音(harmonictone),频率比基音高的所有分音统称泛音(overtone),泛音的频率不必与基音成整数倍关系。乐音内的各个音在频率上都有一定比例,例如,高8度的音的振动频率是基音的频率的2倍。如果同时发出两个或两个以上的音,人耳可以听到悦耳的谐音(和声),也可能听到刺耳的噪声。当两个音的振动频率之比为较小的整数比时,如1:2、4:4,会得到悦耳的谐音,当频率比为较大的整数比时,如8:9、8:15,听到的将是令人生厌的噪声。乐器在发出基音的同时,总会伴随着一系列泛音的出现,由于不同乐器的泛音并不相同,所以它们发出的同一个音也不相同,就是这些泛音决定了一个乐器所发声音的音色。频率相同的正弦波之间在时间上的相对位移,称为相位(phase),用度表示。声波与其它波一样,它整个一周为360°的相位变化,同相声波互相加强,异相声波互相减弱,或倾向互相抵消。声源的振幅越大,声音越响,声波的幅度能量按高于或低于正常大气压的压力变化量度,这个变化部分的压强就称声压(soundpressure),以帕斯卡(Pa)计量。人耳听觉的声压范围很大,约2´10~2´10Pa。为了方便计算,在实用上通常都以对数方式的声压级(soundpressurelevel)表示。0dB是基准,它以人耳刚能听到的声压2´10Pa的1000Hz频率的声音为标准。声压级变化3dB,声压增加倍,大多数人要在声压级增加6~10dB时,响度才有加倍感觉。人耳能分辨的最小响度变化是1dB。离声源距离每增大1倍,声压级降低6dB,两个声源并存,声压级增加3dB。声波在传播过程中,遇到障碍物时,只要障碍物的尺寸大于或接近声波的波长,就会产生反射(reflection)而改变其传播方向。部分声波则能绕过障碍物的边缘传播,而声波在通过窄孔时,则将趋向均匀扩散(diffusion),这就是声绕射(衍射,diffraction)。对频率越高的声音,声绕射越不易产生,其传播辐射的指向性越强。频率越低的声音,由于声绕射作用,障碍物的遮蔽作用越弱。如果有两个不同声源发出同样的声音,在同一时间以同样强度到达时,声音呈现的方向大致在两个声源之间;如两个同样的声源中的一个延时5~35ms,则感觉声音似乎都来自未延时的声源;如延迟时间在35~50ms时,延时的声源可被识别出来,但其方向仍在未经延时的声源方向;只有延迟时间超过50ms时,第二声源才能象清晰的回声般听到。这种现象就是哈斯效应(Hasseffect)。人类对声源方向的判别,不仅取决于声波传播的物理过程,还与人的听觉生理和心理因素有关。用单只耳朵虽能决定声音的响度、音调和音色等属性,但不能具体确定声源的方向和准确位置,当用两只耳朵听声音时,对声音方向的定位能力就能提高,这就是双耳效应(binauraleffect)。双耳效应的依据是声源发出的声音,在到达两只耳朵时,由于距离不等,就存在时间差(InterauralTimeDifference)和强度差(InterauralIntensityDifference)。鉴于人的头部双耳间的距离约为16~18cm,是800~1000Hz声音的半波长,所以对频率