![]() 声音(Sound),是由物体的振动产生的。一切正在发声的物体都在振动。
![]() 本质 关于声音的本质,推荐一份不错的参考资料:可汗学院的《Introduction to sound》。 以扬声器为例子,扬声器发声时是振膜在振动。下图是放了块小纸片到振膜上,振膜的振动导致小纸片“跳起了街舞”。 振膜的振动会导致振膜旁边的空气振动,然后导致更大范围的空气跟着一起振动,最后耳朵旁边的空气也开始振动。 空气的振动带来了动能(Kinetic Energy),能量传入了耳朵中,最后就听到了声音。 所以,扬声器可以通过空气来传播能量,而不是传播空气本身。 如果传播的是空气,那么表现出来的形式就不是声音,而是风(Wind)。 声音与波有着相同的关键特征:可以通过介质传播能量,而不是传播介质本身。
疑惑学到这里,就可以解开一个很多人长期以来的疑惑了:为什么自己录下来的声音和平时说话的声音,听起来会不太一样?
人耳另外,人耳又是如何听到声音的呢?大概过程是:声源 → 耳廓(收集声波) → 外耳道(传递声波) → 鼓膜(将声波转换成振动) → 听小骨(放大振动) → 耳蜗(将振动转换成电信号) → 听觉神经(传递电信号) → 大脑(形成听觉) ![]() 如果只关注单个空气分子,可以发现:它来回振动的轨迹,就是一个正弦或余弦函数的曲线图。 横轴:代表时间。 纵轴:代表空气分子来回振动时产生的位移。 蓝色的中心线:代表该空气分子的未受振动干扰时的位置(平衡位置,Equilibrium Position)。 从平衡位置到最大位移位置之间的距离,叫做振幅(Amplitude)。 ![]() 空气分子完全来回振动一次所花费的时间,叫做周期(Period),单位是秒(s)。 ![]() 物体每秒来回振动的次数,叫做频率(Frequency),也就是周期分之一。
理论上,人类的发声频率是85Hz ~ 1100Hz,人类只能听见20Hz ~ 20000Hz之间的声音。
![]() 频率越高,音调就越高。 频率越低,音调就越低。 通常女生讲话时,声带振动的频率就比较高,因此我们听到的音调就高,有时会有点刺耳,而男生讲话时,声带振动的频率就比较低,因此我们听到的音调就低,显得比较低沉。 ![]() 当提高声音的响度(音量,大小)时,振动的幅度会变大。 我们常用dB(分贝)来描述声音的响度。
![]() 概念音色(Timbre)是指声音的特色。
微信的声音登录功能,就是基于不同人不同音色的原理,为每一个人私人定制一把声音锁。 原理通常声源的振动产生的并不是单一频率的声波,而是由基音和不同频率的泛音组成的复合声音。
音调是由基音决定的,而音色主要取决于泛音。 从下图可以看得出来,音色不同,波形也就不同。 下图形象生动地展示了:声音的最终波形是由多个不同的波形组合而成的。 ![]() 物理学角度从物理学角度上讲,噪音(噪声,Noise),是指声源作无规则振动时发出的声音(频率、强弱变化无规律)。 环境保护角度从环境保护角度上讲,凡是妨碍人们正常休息、学习、工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都可以称之为噪音。 影响长期的噪音可以影响人的身心健康。
讨厌的声音大多数人都无法忍受指甲划过黑板的声音,甚至一想到都会觉得烦躁。 研究研究表明:
大脑中的杏仁核(Amygdala)在听到指甲刮黑板的声音时,会异常兴奋,于是霸道地接管了大脑听觉的任务,向听觉皮层(Auditory Cortex)发出痛苦的信息。听觉皮层是属于大脑皮层(大脑皮质,Cerebral Cortex)的一部分。 人类讨厌的五大声音
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