关于音调、音色问题

关于音调、音色问题

在初中物理新课标教材第一章“声现象”有这样一个问题：“买瓷碗时，人们常会敲一敲碗，通过声音来判断碗是否有破损，这个方法要应用了声音的什么特征？”类似问题还有：

1、工人用敲打方法查找锅炉的破裂处，是根据（音调、音色）？

2、工人用敲打方法判断西瓜是否熟了，是根据（音调、音色）？

3、工人用敲打方法检查火车车轮，是根据（音调、音色）？

4、工人用敲打方法选购陶瓷器皿，是根据（音调、音色）？

要弄清楚这些问题，首先就要明确音调、音色的概念和决定因素。

一、概念：

1.音调是指声音的高低，它是由声音的频率所决定，频率越高，则音调越高。而声音的频率又由声源的固有频率决定，一个声源给定的话，它发出的声音的频率就一定了。当声源发生了变化，那它发出的声音的频率也将发生变化，音调也要变化。

2.不同的物体发出的声音，即便音调和响度相同，我们还是能够分辨它们。这表明在声音特征中还有一个因素十分重要的，它就是音色（musical quality).不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。

对音调的理解较为容易，但音色较复杂，这是因为一般物体发声时往往会有多个频率的声音同时发出，其中频率最低的声音叫基音，它的频率就决定了物体所发声音的音调；其他频率声音的强度都比基音弱，频率都是基音的整数倍，我们把它们叫做泛音。从波形图中则可以清楚地看出不同音色声音的本质。由课本中的图1．3－5可以看出，音叉、钢琴和长笛的基频（振幅最大的振动的频率）相同，但是在基频的基础上还有一些附加的小的振动，这些小的振动和大的振动一同决定了声音的音色。

二、分析

我们先来看教材中的例子： “买瓷碗时，人们常会敲一敲碗，通过声音来判断碗是否有破损，这个方法要应用了声音的什么特征？”

瓷碗有破损时，会造成缺一小块或出现一些裂缝，结构会改变，因此，音色会不同。发声物体的内部断裂必然改变它的本身属性，其发声音调也必然改变。因为碗原本振动的完整的圆轨也破坏了，振动的部分发生了改变，其振动频率也会发生改变，因而发声的音调（基调）必定会改变。因而本问题的答案应为：根据碗的音色和音调来判断碗是否有破损，而且是利用音调为主，利用音色为辅。

至于第1、3问题，由于声源是几乎相同的（锅炉或车轮，且体积也相对较大），所以不论敲打到哪里（局部），发出的声音的音调几乎是一样的（基准最低的频率一定）.但破损处发出的声音的音色与完好无损处是不一样的，这好比一个人在正常时发出的声音和感冒，造成声带充血时讲话不一样有点相似，讲话的音调好像没变，但音色发生了变化。所以此类问题的答案是：凭借技术员的经验，根据音色的变化敏锐感觉出锅炉或车轮是否有破损。

挑选西瓜时，生西瓜和熟西瓜是不同的两个声源、正由于声源的不同，内部结构也不同，发出的声音的频率肯定不同，音色也不同。但也是利用音调为主，利用音色为辅来判断。