声音的特征之间有什么关系

声音的特征之间有什么关系
声音的特征之间有什么关系

声音的特征之间有什么关系
答：声音的三个特征：音调,音色,响度.音调表示声音的高低,当我们听各种不同频率声音的时候都会有一种高音发声的位置来自较高处,而低音发声的位置来自较低处的感觉,这就是音高 （Pitch） ,或称音调 （Tone）；音色是指基本周期内的波形；响度是单位时间内通过垂直于声波的传播方向的单位面积上的平均声能.单位为“W/m2”.
音调与频率有关；响度与振幅有关.
以听觉心理而言,即声音三个特征是：音的大小（Loudness）,音高 （Pitch）与音（Timbre）.
以物理特性而言,声音是一种振动,或者说是一种质点如空气分子位移或速度的交替变化.又或是空气密度一再重复地改变其疏密度的振动状态,逐渐扩大於周遭空间的一种波动现象.如果我们用以表示振动状态的基本量度,有振动强度,振动频率与振动波形三种.声音的大小略等於振动的强度,音高略等於频率,音色极近於波形.
一．音调(音高)
声音种类很多,每种声音各有自已的特征.声音的特性中有一种叫做音调.
例如女生的声音比男生高,钢琴右键的声音比左键的声音高.这是因为发声体在单位时间内声波振动次数（频率）不同所造成的.一般而言,我们还会有一个听觉的经验,就是较大物体振动的音调较低.而较小物体振动的音调较高,例如大鼓振动声的音调较低.余振也较长,小鼓的音调较高,余振也较短.
什么是音调呢?
解释音调的最好办法是用音阶.
音阶*的相对频率
音律符号和名称
C
D
E
F
G
A
B
C1

1
2
3
4
5
6
7
·
1

do
re
mi
fa
sol
la
si
do1

汉语拼音名称
dou
rai
mi
fa
sou
la
si
dou1

频率
2569
288
320
341
384
462
480
512

相对频率
最小整数
24
27
30
32
36
40
45
48

分数
1
9/8
5/4
4/3
3/2
5/3
15/8
2

音程
9/8 10/9 16/15 9/8 10/9 9/8 16/15

*音阶就是一组顺次的纯音,其中第一个纯音跟末一个纯音之间的音程等于1个8音度.

你大概知道什么是音阶吧.自己照音阶唱一唱.唱吧,张开口来唱!Do, re, mi, fa, sol, la, ti, do! 注意,音调越来越高.
音阶是由不同音调的声音组成的.每个声音都有它自己的音调.所以,音调表示声音的高低.音调不是表示声音的大小.
音调是怎么形成的呢?
音调起决于音源的振动频率-------物体在一秒钟内完成周期性振动的次数.单位：赫兹（HZ）.一赫兹就是一秒钟振动一次.
物体振动得越快或振动频率越高,音调越高.物体振动得越慢或振动频率越低,音调越低.长笛的吹奏声属于高声调.大号的吹奏声属于低声调.是因为长笛的振动比大号的振动快.
词是语言的最重要部分.但音调也是重要的.当你说话时你的音调在不断变化.音调的变化增加了词的含义.它们帮助你表达你想说的意思.
音调变化也是音乐的最重要部分.你能想像只有一种音调的音乐吗?你能想像只发出一种音调的吉它或钢琴吗?如果没有音调变化,世界将成为多么单调无味啊!
音调是怎样变化的呢?
要改变音调,就要改变振动的快慢.下面就是改变振动的快慢的因素.
1． 紧度
▲物体越绷紧,振动就越快.它的音调就变得越高.
▲物体越绷松,振动就越慢.它的音调就变得越低
2． 长度
▲物体越短,振动就越快.它的音调就变得越高
▲物体越长,振动就越快.它的音调就变得越高
3． 厚度或粗细
▲物体越薄、越细,振动就越快.它的音调就变得越高
▲物体越厚、越粗,振动就越快.它的音调就变得越高
4． 语音音调的变化
语音产生于喉头.喉头有声带.声带能改变形状和变化.
当你不讲话时,声带没有合拢在一起.它们没有发生振动.
当你讲话时,声带闭合,从肺部出来的气流通过声带,使它发生振动.这振动就产生声音.
当你讲话时,声带的紧度跟着发生变化.两条声带还作稍稍靠拢或分离稍远的运动.这些变化引起音调的变化.
一些声音（音波）的频率
声音（音波）
频率（HZ）

人类的肺部机能
0.03~0.25

人类心音波
1~2

老鼠可以听到的低频率
16以下

蚊子叫声
几千

蜜蜂飞行时翅膀的频率
220~440

狗可听到的最高频率
38000

一般人能够听到的声音频率
16~20000

一般人能够发出的声音频率
64~1300

对一人般人敏感的声音频率
1000~3000

汽笛发出和声音
几十

钢琴上的最低音
27.5

钢琴上的最高音
4096

C调（dou）频率
256

鼓或大提琴
100~200

长笛或哨子
5000~8000

次音波
16以下

超声波
20000以上

现代技术已得到的高频超声波
109


二．音量
音量：声音具有能量
分贝：量度声音的单位


音量的范围很广.有些声音象人的低语或鸟的啁啾,都是音量很低的,它们是“轻柔的”声音.其它声音,象喷气飞机的轰呜或炸药爆炸,都是很大的声音.在事实上,有些声音响得使我们不得不捂住耳朵.
在一天的生活中,你都在控制音量的各种变化.你调节无线电收音机或电视机的音量.你变化自己说话的响度.有时,人家对你说：“讲得响一点,我听不见.”有时,人家又要你“说话轻一点”.这不是经常听到的吗?还有这样一句话,也是常听到的：“请把你的无线电音量开小一点,它要震破我的鼓膜了!”
音量的大小是由什么引起的呢?
你已经知道,音高或音调取决于频率.频率是物体在每秒钟内的振动次数.
音量却不同,它取决于声音所具有的能量.声音的能量决定于介质中声波的振幅.如下图一所示：
声音的振幅越大,能量越大,音量越大.严格上讲,谈音量涉及到两个相关而又不相同的概念-----声强和响度.
物理学上定义：单位时间内通过垂直于声波的传播方向的单位面积上的平均声能叫声强.单位为“W/m2”.
能引起人的听觉的声波,除要求频率在20HZ~20000HZ外,还要求声强范围在10-12W/ m2~1 W/m2.可见声强的范围很大.在声学中,常用“声强级”来描述声波在媒介中各点的强弱.规定声强I0=10-12W/ m2为测定声强的标准.若一声波的声强为I,则比值I/I0的对数,叫做声强I的声强级L,即L=lg（I/I0）,L的单位为“贝尔”.由于这个单位太大,实际上常用它的1/10,即“分贝”为单位.所以“声强级” L=10lg（I/I0）分贝.用声强级表示声强,不仅量度上方便,由于人对不同频率的声波敏感度不同,因而声强相同、频率不同的声波听起来响度有所不同.即客观上音量相同,主观上人耳感觉音量有差别.但人耳感觉到的声音的响度正是近 地与声强级成正比.
即用“分贝”作为响度的单位.“分贝”数越高,声音越响.
“分贝”值从零起算.零“分贝”的声音是人类听觉的起点.140分贝的声音可以损失我们的耳朵.例如,你可把你的无线电收音机或立体声收音系统开得非常响?长时间地听音量极大的音乐可能减弱你的听力--------而且永久减弱.

一些声音的声强级、声强和感觉到的响度
声源
声强级（dB）
声强(w/m2)
响度

听觉阈（闻阈）
0
10—12
人能听到的最小声音

隔音房间
细语
树叶微动
0~20
10—12~10—10
极轻

交谈（轻）
住宅（静）
办公室（静）
20~40
10—10~10—8
轻

住宅（闹时）
办公室（平均）
40~60
10—8~10—6
正常

工厂
闹市
60~80
10—6~10—4
响

警笛
卡车
80~100
10—4~10—2
极响

铆钉锤
雷
炮
100~120
10—2~100
震耳

痛觉阈
120
100
耳朵开始感觉到痛感


三、音品（音质,音色）
基音：物体振动时能够产生的最低音调.
倍音：由产生基音的同一物体产生的比基音较高的音调(又叫泛音)
人的耳朵是非常灵敏的,人耳听到声音时,立即可以辨别是那种声音.是人声,是乐器声,是汽车声,或狗叫声.人耳也可以辨别人声是男生或女声,是张三声或李四声,又或是敲铜声或敲铁声.是敲木头声或敲石头声,人耳可辨识几达无限的声音,对应於这种辨认的听觉印象即为音色.音色又称音品,是听觉感到的声音的特色.纯音不存在音色问题,复音才有音色的不同.音色主要决定于声音的频谱,即基音和各次谐音的组成,也和波形、声压及声音的时间特性有关系,如果留声机的唱片反向转动,声音的频谱虽然未变,音色却显著改变了.这说明音色在很大程度上与各泛音在开始时和终了时振幅上升和下降的特点有关系.
音色对电乐器的研制有非常重要的意义.目前正是根据各种乐器声音的频谱、基音和各次谐音的相对强度,用电声方法进行模拟来制作电乐器.
在钢琴上弹奏某一首歌曲,在吉它、小号或长笛演奏同一首歌曲.它们的音调或声调都是相同的,但每一种乐器的“声音”各不相同.你可以完无困难地把它们分辨出来,每一种乐器都有它本身特有的声音,或特殊的音质.
音质使我们容易辨别各种声音.以说话为例,假如有一个朋友在拐角处叫你.是谁在叫你呢?你从音质上就可以分辨出语音.声音怎么会有特殊的音质呢?
音叉仅以一种频率发生振动.但大多数的发音体不是这样.大多数的发音体都同时发生不同频率的振动.每一种振动频率产生它自己的音调.
试以一根振动的弦为例.整根弦的振动产生一定的音调.同时,这根弦各个部分或各个分段的振动就较快,结果产生了较高的音调.
▲ 由整根弦产生的音调叫基音.它是这根弦能发出的最低音.
▲ 由弦的分段产生的较高的音调叫做倍音. 倍音的音调的高低取决于弦分成多少段振动.振动的段数越多,音调越高.
基音和倍音混和在一起,决定一个人的音质.许多声音都有一种以上的倍音音调.
若干基音、倍音和音量以各种不同的方式的组合产生各种不同音质的声音.不同的声音的声谱图不同.

我们知道在大自然界中是没有正弦波的纯音声波的,在大自然中物体所发出的声音皆为复杂的波形.各有各自,这种复杂的波形除了基本频率的波形之外.还会有一系列的谐振频率,也就是所谓的「 泛音 」（Harmonic）.它与主音调有一定的「倍音」关系,例如某物体振动之基本频率为240Hz.也会发生480Hz（二次谐波）、720Hz（三次谐波）…等频率,每一个物体的倍音组成成份都不相同,这种不同物体发生不同的倍音成份就是音色（Timbre）.
乐器的基音音频范围约在20Hz～4000Hz之间,那麽音频既然只能到4000Hz.那麽音响系统的频率响应为何需到20KHz 才够?那也是因为上述的频率都是乐器的基音,而乐器的声音除了基音之外,也有一系列的的泛音存在.例如钢琴的基音最高为4186Hz,但是泛音却可以高达16KHz .而且每一种乐器的泛音组成的成分和比例也都不一样.所以每一样乐器的声音也都不一样,这就是乐器音色幻妙无方,变化不可捉摸的地方.
小提琴与小喇叭的发出同一,但是这两件乐器的音色就硬是不一样.这就证明了小提琴与小喇叭的泛音成份不同之故.
如何区别音色与音质?
照字面的解释,所谓的「音」,即物体因振动而经由空气传达发出的声波经人耳能感觉到的生音.而「音色」,即因发声体的谐音.

http://mail.tlyz.net/sound-basic/renshi/%E5%A3%B0%E9%9F%B3%E7%9A%84%E7%89%B9%E5%BE%81.htm