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声音的知识以及分类

时间:2012-03-09来源:河南博福环保科技有限公作者:博福

声音的知识以及分类

声音

是机械震动激发周围弹性媒质空气、液体、固体发生波动的现象,也称,声波。从物理学的角度看,声波是弹性介质内部的压力波动。介质内的单个分子,不管是气态,液态或固态,都会由于外来激励而失去平衡,周期的由起始位置来回振荡,通过碰撞使相邻微粒运动,这样可以导致介质压缩和膨胀,使声音向外传播。当压力差在每秒20—20000次的范围内变化时,人耳是可闻的。单位时间内一个物质微粒振动的次数称为频率用赫兹HZ表示。

声音的描述:

1、声压:由于声音引起的压强变化就叫声压,一般用P表示,单位是Pa。人们正常讲话时,离开嘴巴0.5米处的声压大概是0.1帕,只有大气压的百万分之一。

2、声压级:人耳主观上的响度感觉并不正比于声压的绝对值,而是更近于和声压的对数成正比,基于此,常用声压的相对大小来表示声压的强弱,称为声压级。

声压级(SPL)=20Lg(P/Pref) 单位:分贝(dB)

其中Pref=2×10(-5)Pa,是1千HZ声音刚好能觉察到的声压值。

3、频率:人耳能听到的频率范围约为(20-20K)HZ,人的年纪越大,对高频的听力会逐渐下降,比如50岁的人最高能听到的频率高端为13千赫。而60岁的人很少能听到8千赫以上的声音。

按频率分,声音可分为:

超低音 (60HZ以下)

低音 (60-150HZ)

中音 (150-1500HZ)

中高音 (1500-5000HZ)

高音 (5000HZ以上)

声音的三要素:音量(响度)、音调、音色

音量(响度):指人耳听觉对声音强弱的主观感觉,它不但与声波的振幅(声压级)有关,也与频率有关。

音调:指人耳听觉对声音高、低的主观感觉。音调的高低主要决定于声音的频率。

音色:是人耳听觉区别同一基频的不同声源的主要依据,它取决于声波的频谱结构,也与声波的建立,衰变过程,持续时间的长短有关。音色是一种复杂的感觉,无法定量表示。

方向感:通过双耳效应可以判断出声音的方向,这是因为双耳之间有20厘米左右的间距,来自同一声源的声音到达两耳时,在时间、强度、和相位都存在差异,正是这些差异,使我们能形成声像的定位。人耳对左右水平方向的分辨力要比上下竖直方向的分辨的能力强得多。水平方向5-15度就能分辨出,竖直方向要有60度以上得变化才能分辨出来。

人听觉的基本特性:

1、定位特性:人耳不但能分辨出声音的响度、音调、音色,还能分辨出声源的方向和深度,即声源的空间位置,这种功能称为听觉定位。(强度差、时间差、音色差)

2、掩蔽效应:一个声音的存在会影响人耳对另一个声音的听觉能力。

3、非线性效应:声音信号在地听觉系统中会被非线性加工。

4、延时效应:指几个相同的声音信号相继到达耳朵时,听者不一定能分辨出是其先后。

5、分辨灵敏度:人耳能分辨声压和频率微小的声音。50dB以上时,人耳能分辨最小声压级为1dB,在理想环境下,人耳在中频范围内能听出0.3dB的变化。40dB以下时,声压级变化需达1~3dB,才能分辨。频率大于1000HZ,人耳的分辨力很强,可分辨0.3∽1%低于1000HZ,分辨力会减弱.特别是声压级弱的情况下。

声音的分类:

频率低于可闻声波的称为次声波,高于的称为超声波。可闻声波按人耳的听觉分为:

纯音:是声压随着时间作正弦波变化的声波,它具有明确单一音调的感觉。

复合音:是包含多种不同频率正弦波形成分的复合声波。其中频率最低的成分称为基音,其余比基音频率高的成分称为泛音。频率与基音成整数倍关系的泛音称为谐音。

声音的分类:

音乐:是指乐器和歌声所发出得声音,它是一种复合音,在听觉上有明确的音调和音色,给人以悦耳的感觉。

噪音:不规则的,间歇的,不希望有的各种干扰声波。