文档介绍：声音的三要素
声音的特性可由三个要素来描述,即响度、音调和音色。
响度:人耳对声音强弱的主观感觉称为响度。响度和声波振动的幅度有关。一般说来,声波振动幅度越大则响度也越大。当我们用较大的力量敲鼓时,鼓膜振动的幅度大,发出的声音响;轻轻敲鼓时,鼓膜振动的幅度小,发出的声音弱。
音叉振动时发出的声波为单音,即只有一个频率成分。若设法将音叉的振动规律记录下来,可发现其振动波形为一正弦波。当用不同力量敲击某个音叉时,音叉发出的声波幅度不同,这意味着声音的响度不同。给出了两个声音波形,其幅度一大一小,幅度大的波形其声音响度大,幅度小的波形其声音响度小。
另外,人们对响度的感觉还和声波的频率有关,同样强度的声波,如果其频率不同,人耳感觉到的响度也不同。
音调:人耳对声音高低的感觉称为音调。音调主要与声波的频率有关。声波的频率高,则音调也高。当我们分别敲击一个小鼓和一个大鼓时,会感觉它们所发出的声音不同。小鼓被敲击后振动频率快,发出的声音比较清脆,即音调较高;而大鼓被敲击后振动频率较慢,发出的声音比较低沉,即音调较低。
如果分别敲击一个小音叉和一个大音叉时,同样会感觉到小音叉所发声音的音调较高,大音叉所发声音音调较低。如果设法把大、小音叉所发出的声波记录下来,可发现小音叉在单位时间内振动的次数多,即频率高,大音叉在单位时间内振动的次数少,即频率低。给出了两个频率不同的声音波形,从声音可听出,频率高的声音波形听起来音调较高,而频率低的声音波形听起来则音调较低。
音色:音色是人们区别具有同样响度、同样音调的两个声音之所以不同的特性,或者说是人耳对各种频率、各种强度的声波的综合反应。音色与声波的振动波形有关,或者说与声音的频谱结构有关。
前面说过,音叉可产生一个单一频率的声波,其波形为正弦波。但实际上人们在自然界中听到的绝大部分声音都具有非常复杂的波形,这些波形由基波和多种谐波构成。谐波的多少和强弱构成了不同的音色。各种发声物体在发出同一音调声音时,其基波成分相同。但由于谐波的多少不同,并且各次谐波的幅度各异,因而产生了不同的音色。
例如当我们听胡琴和扬琴等乐器同奏一个曲子时,虽然它们的音调相同,但我们却能把不同乐器的声音区别开来。这是因为,各种乐器的发音材料和结构不同,它们发出同一个音调的声音时,虽然基波相同,但谐波构成不同,因此产生的波形不同,从而造成音色不同。给出了小提琴和钢琴的波形和声音
,这两个声音的响度和音调都是相同的,但听起来却不一样,这就是因为这两个声音的音色不同(波形不同)。
声音的三要素
由于人耳听觉系统非常复杂,迄今为止人类对它的生理结构和听觉特性还不能从生理解剖角度完全解释清楚。所以,对人耳听觉特性的研究目前仅限于在心理声学和语言声学。
人耳对不同强度、不同频率声音的听觉范围称为声域。在人耳的声域范围内,声音听觉心理的主观感受主要有响度、音高、音色等特征和掩蔽效应、高频定位等特性。其中响度、音高、音色可以在主观上用来描述具有振幅、频率和相位三个物理量的任何复杂的声音,故又称为声音“三要素”;而在多种音源场合,人耳掩蔽效应等特性更重要,它是心理声学的基础。下面简单介绍一下以上问题。
一、声音三要素

响度,又称声强或音量,它表示的是声音能量的强弱程度,主要取决于声波振幅的大小。声音的响度一般用声压(达因/平方