特性
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響度(loudness):人主觀上感覺聲音的大小(俗稱音量),由“
振幅”(amplitude)和人離聲源的距離決定,振幅越大響度越大,人和聲源的距離越小,響度越大。(單位:
分貝dB)
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音調(pitch):聲音的高低(高音、低音),由“
頻率”(frequency)決定,頻率越高音調越高(頻率單位Hz(hertz),赫茲[/url,人耳聽覺范圍20~20000Hz。20Hz以下稱為
次聲波,20000Hz以上稱為
超聲波)例如,低音端的聲音或更高的聲音,如細弦聲。
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頻率是每秒經過一給定點的聲波數量,它的測量單位為赫茲,是以
海因里希·魯道夫·赫茲的名字命名的。此人設置了一張桌子,演示頻率是如何與每秒的周期相關的。
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1
千赫或1000赫表示每秒經過一給定點的聲波有1000個周期,1
兆赫就是每秒鐘有1,000,000個周期,等等。
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音色(Timbre):又稱
音品,波形決定了聲音的音色。聲音因不同物體材料的特性而具有不同特性,音色本身是一種抽象的東西,但
波形是把這個抽象直觀的表現。音色不同,
波形則不同。典型的音色
波形有方波,
鋸齒波,正弦波,脈沖波等。不同的音色,通過波形,完全可以分辨的。
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樂音:有規則的讓人愉悅的聲音。
噪音:從
物理學的角度看,由
發聲體作無規則振動時發出的聲音;從環境保護角度看,凡是干擾人們正常工作、學習和休息的聲音,以及對人們要聽的聲音起干擾作用的聲音。
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音調,響度,音色是樂音的三個主要特征,人們就是根據他們來區分聲音。
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當兩個物體碰撞后振動產生聲音時,若兩者振動頻率比為不可化簡的復雜比,如:201:388,那么我們分辨出來會覺得這個聲音刺耳;相反,若兩者振動頻率比為可化簡的簡單比,如:3:7,那么我們分辨出來會覺得很動聽。(畢達哥拉斯發現)
傳播
聲音的傳播需要物質,物理學中把這樣的物質叫做介質,這個介質可以是空氣,水,固體.當然在真空中,聲音不能傳播。聲音在不同的介質中傳播的速度也是不同的。聲音的傳播速度跟介質的反抗
平衡力有關,反抗平衡力就是當物質的某個分子偏離其
平衡位置時,其周圍的分子就要把它擠回到平衡位置上,而反抗平衡力越大,聲音就傳播的越快。水的反抗
平衡力要比空氣的大,而鐵的反抗平衡力又比水的大。
聲音的傳播也與溫度和阻力有關。
聲音還會因外界物質的阻擋而發生折射,例如人面對群山呼喊,就可以聽得到自己的回聲。另一個以折射為例:晚上的聲音傳播的要比白天遠,是因為白天聲音在傳播的過程中,遇到了上升的熱空氣,從而把聲音快速折射到了空中;晚上
冷空氣下降,聲音會沉著地表慢慢的傳播,不
容易發生折射。
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介質
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速度
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介質
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速度
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空氣(15℃)
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340m/s
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空氣(25℃)
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346m/s
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水(常溫)
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1500m/s
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海水(25℃)
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1530m/s
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鋼鐵
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5200m/s
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冰
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3160m/s
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軟木
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500m/s
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松木
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3320m/s
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尼龍
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2600m/s
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水泥
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4800m/s
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聲音在空氣中的傳播速度還與壓強和溫度有關。
聲音在空氣中的速度隨溫度的變化而變化,溫度每上升/下降5℃,聲音的速度上升/下降3m/s。
聲音的傳播最關鍵的因素是要有介質,介質指的是所有固體,液體和氣體,這是聲音能傳播的前提。所以,真空不能傳聲。物理參量有聲源離觀察者的距離,聲源的震動頻率,傳播介質有關。
聲音的傳播速度隨物質的堅韌性的增大而增加,物質的密度減小而減少.如:聲音在冰的傳播速度比聲音在水的傳播速度快.冰的堅韌性比水的堅韌性強,但是水的密度大于冰.這減少了聲音在水與冰的傳播速度的差距.格式可寫為:
c=ρ*C
c:聲速
C:堅韌性(coefficient of stiffness)
ρ:密度