聲的基本特征(包括聲波頻率范圍,人耳聲波范圍等)
2011-07-29 18:21:02   來源:   評論:0 點擊: 特大

  當以數學方式來描述某一頻率的純音時,我們通常采用正弦函數來描述波形如圖1-1,圖1-1的橫坐標可以是時間t,也可以表示傳播方向上的長度L。T為波的周期,其倒數為頻率;A為波的振幅; λ為波長;初始相位角。以正弦函數描述某一頻率的純音,聲波的特征可以通過以下四個方面來描述:頻率、波長、振幅和相位。

  頻率:聲音在傳播過程中,波的波形圖出現一次所需要的時間,稱為波的周期,記為T;而波的波形圖在一秒內重復呈現的次數稱為波的頻率,記為f。兩者互為倒數。于振動頻率一樣,波的頻率以赫茲為單位(Hz)。換言之,聲音既然是由于物體振動產生的,那么就可以對其振動次數定量,單位時間(秒)內振動的次數稱為頻率,用赫茲(Hz)表示,赫茲或周/秒就是振動頻率的單位,每秒振動一次稱為1赫茲,每秒振動1000次稱為1千(k)赫茲。周期是指振動一次所需要的時間,是頻率的倒數,可用頻率=1/周期的公式說明二者的關系,如頻率為1kHz的純音,周期是千分之一秒即1毫秒。人類能感覺到的聲波頻率在20-20000赫茲范圍之內。在這個頻率范圍以外的振動波就其物理特性而言與聲波相似,但對人類不引起聲音感覺,然而聲音是客觀存在的物理現象,雖未被人聽到也依然存在。

  波長:波長是指波在一個完整的波動周期內向前傳播的距離,可以表示為在傳播方向上相鄰的兩個相同的波形圖樣之間的距離,例如,兩個相鄰波峰之間的距離(如圖1-1)常用希臘字母λ表示,單位為米(m)。此參數取決于頻率、媒介密度及聲速,用公式表示為c=fλ,c代表聲速,f代表頻率,λ代表波長。頻率愈高波長愈短,聲速愈慢,波長愈短。如按聲波在空氣中的聲速為344米/秒計算,1kHz純音的波長是344毫米。

  振幅:正弦函數上的最大幅值稱為振幅。它是聲波傳播過程中空氣分子中的密集區或稀疏區的氣壓于正常氣壓相比所產生的最大的壓強變化量值。振幅代表了波的聲壓大小。兩條波長與頻率都相同,但是在振幅上有差異的正弦波如圖1-2,表示它們具有不同的聲壓值。振幅愈大,聲壓愈大。

  相位 相位顯示了波形的起始點。由于媒介中的任一組分的簡諧振動,都可以由圓周上作勻速圓周運動的點,在直徑上的投影來描述,所以相位可以用圓周上的不同角度來度量,從0°到360°,稱為相位角。相位角最典型的應用是描述具有相同頻率與振幅但在初始相位上有差別的兩個純音。換言之。相位指某一瞬間與振動周期相應的時間位置。一個周期以360。計算,時間位置相差360。,相位差為0。。相差1/2周期的相位差為180。在0。--180。的半周期范圍內為密相聲波,另半周則為疏相聲波。

  人類聽覺的頻率范圍在20-20000Hz之間。人類言語的頻率范圍在200-8000Hz之間,最主要的頻帶在500-3000Hz,聽力學臨床上常以500、1000、2000Hz純音閾的平均值代表言語區頻率的聽力水平。

相關熱詞搜索:基本特征 包括 聲波

上一篇:聲音的產生
下一篇:聲速

分享到: 收藏
福彩36选7