发声体的振动

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所属分类:音频杂谈

 

发声体的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。声波借助各种介质向四面八方传播。声波是一种纵波,是弹性介质中传播着的压力振动。但在固体中传播时,也可以同时有纵波及横波。

当声波通过弹性介质传播时,介质质点在其平衡位置附近作来回振动。质点完成一次完全振动所经历的时间称为周期,记为 T,单位是秒(s)。质点在1秒内完成完全振动的次数称为频率,记作 f,单位为赫兹(Hz),它是周期的倒数,即: f=1/T 介质质点振动的频率即声源振动的频率。频率决定了声音的音调。高频声音是高音调,低频声音是低音调。人耳能够听到的声波的频率范围约在20—20000Hz之间。低于20Hz的声波称为次声波,高于20000Hz的称为超声波。次声波与超声波都不能使人产生听感觉。声波在其传播途径上,相邻两个同相位质点之间的距离称为波长,记为 λ,单位是米(m)。或者说,波长是声波在每一次完全振动周期中所传播的距离。

声波在弹性介质中传播的速度称为声速,记为 v,单位是米/秒(m/s)。声速不是介质质点振动的速度,而是质点振动状态的传播速度。它的大小与质点振动的特性无关,而与介质的弹性、密度以及温度有关。20度的空气中声速为 344米/秒。 频率、波长、周期和声速有如下关系: c=fλ 或 c=λ/T 声学测量中常常在某一频率区间取特定值进行测量。这个频率区间称之为频带(Frequency band)。由上限频率 f2 和下限频率 f1 规定宽带。f1、f2 间隔可以用频率比或以2为底的对数表示,称为频程。关系式: f2=2^n f1 当n=1时,称为1/1倍频程(Octave),即每个频带是上限频率为下限频率两倍的频带宽度,即f2=2f1。当n=1/3时,称为1/3倍频程,即每个频带是上限频率为下限频率1.26倍的频带宽度,即f2=1.26 f1。为了某种特殊的需要,更窄的频带有1/10倍频程、1/12倍频程、1/15倍频程、1/30倍频程等等。 1/1倍频程对应于音乐上的一个八度。在房屋建筑中,频率为100-10000Hz的声音很重要。它们的波长范围相当于3.4-0.034m。这个波长范围与建筑内部的一些部件尺度相近,故在处理一些建筑声学问题时,对这一波段的声波尤其要引起重视。

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