1.声音及其传递方式
如图1.1.9所示,用手指轻拂吉他的弦,或者敲鼓时,之所以能听到声音,是由于吉他的弦或者鼓面产生了振动,激起周围空气振动,并最终通过听觉神经使人产生听觉。振动是由于与振动体的接触通过触觉器官感觉到的,当手指离开振动物体时就感觉不到振动。而对于声音来说,即使离开振动体(当然是在一定的范围内),只要是在空气传播所能达到的范围内就能听到。这就是振动和声音的区别。
综上所述,有声音的地方就一定会有振动体的振动,正是由于振动体的振动才产生了声音。
图1.1.7 刚性振动
图1.1.8 弹性振动
另外,关于声音在空气中的传播方式,举一个简单的例子。如图1.1.10所示,向池塘的水中投入一块石块时,石块产生的波纹会不断地扩大,时高时低地向远方传播。声音在空气中的传播也是同样的情形,激励使空气产生振动,空气的密度随着传播的距离而产生疏密变化,不断地向远处传播。
图1.1.9 弹吉他和敲鼓
图1.1.10 声波的传播
2.声音的高低和声音的强度
声音的高低由频率决定,当频率较小时较低的声音能听到,当频率较大时较高的声音能听到。
例如,对于敲击小鼓和大鼓的情况,敲击大鼓会产生较低沉的声音,当加大敲击的力度并放慢敲击速度时,甚至可以凭肉眼观察到鼓面的振动。另一方面,敲击小鼓时会产生较高的声音,鼓面的振动则很难观察到。如图1.1.11所示。
声音的强度是由耳膜的振动强度所决定的,即代表了振动所产生的能量的大小。
图1.1.11 声音的高低和强弱
3.可听音和振动
有时候未必能听到振动体振动时所产生的声音。(www.xing528.com)
例如,电视机或者音响所使用的遥控器所发射的是一种超声波,具有非常高的频率,这种声音是人耳所听不到的,如图1.1.12所示。
相反,蹦床等在上下方向以较高幅度振动的情况,也是听不到振动声音的,如图1.1.13所示。
以上的例子说明我们的耳朵具有一定的可听范围。即使声音的强度相同,如果振幅很小的话则无法听到。
图1.1.12 超声波
图1.1.13 振幅较大的蹦床
图1.1.14显示了人的耳朵有多大的可听范围。
另外,最小可听范围曲线是指一部分听觉特别敏感的人而言的,对于普通的人来说,其最小可听范围如图中的虚线所示。图1.1.15为等响度曲线,它显示了人耳能听到的声音的强度大小。
图1.1.14 人耳的可听范围
图1.1.15 等响度曲线
一个身体健康的年轻人,正对声源,用两耳试听声音。使用1000Hz的标准声源,调整声压以促使频率改变,保证所听到的声音的大小(声强)相同,进而绘制得到的曲线为等响度曲线。例如,在A点500Hz的声音其声压听起来达到60dB,在B点频率为1000Hz时声音降低,约为25dB,在C点50Hz的声音听起来只有42dB。
接下来根据可听范围曲线对汽车的各种噪声进行详细分类介绍,如图1.1.16所示。
在汽车噪声中,尤其是问题较为严重的低速及中速时所发生的轰鸣噪声,由于频率较低,虽然比较难于感觉到,但是由于声压较高,使耳膜产生一种压迫感,听到的是“嗡……”这样的声音,使人的感觉非常不舒服。同时由于振幅很大,能感觉到振动。
图1.1.16 汽车常见噪声现象
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