《高中物理 第1章 機械振動 第2節(jié) 振動的描述 聲音的頻率素材 魯科版選修3-4(通用)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第1章 機械振動 第2節(jié) 振動的描述 聲音的頻率素材 魯科版選修3-4(通用)(3頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、聲音的頻率
大家知道,聲音是由振動產(chǎn)生的。所謂的聲音頻率,就是發(fā)聲源的振動頻率。頻率的單位是赫茲(HERZ,以證實電磁波存在的德國物理學家赫茲的名字命名),也就是1秒內(nèi)振動的次數(shù)。大自然及人類可能制造出的聲音,從1赫茲,到幾十萬赫茲,范圍跨度極大,但并不是所有的聲波振動,都是人耳能聽到的。
人耳的可聞音域范圍,是20赫茲到20000赫茲。20赫茲以下的聲波,稱為“次聲波”,能量很強烈時,身體可以感覺到(比如地震的時候),但耳朵是聽不到的。能量極強的次聲波甚至可以殺人。高于20000赫茲的稱為“超聲波”,人耳也聽不到,但很多動物,如狗,蝙蝠,可以聽到。人耳對高頻的感知力會隨年齡增長而衰減,
2、所以幼年時幾乎人人能聽到2萬赫茲的聲音,但中年以后,很多人就只能聽到15000赫茲甚至更低了,聽不見極高頻了。國外甚至有學生發(fā)明了一種以極高頻訊號為鈴聲的手機,因為這種手機響鈴時,只有年輕的學生能聽到,年齡大的老師,已經(jīng)聽不到了。
在人耳可聞的這個20-20000赫茲的音域范圍內(nèi),大致來說,200赫茲以下,就是我們一般所說的“低頻”。而再細分的話,50赫茲以下,是我們一般稱為“極低頻”的頻段。這個極低頻,對于喇叭系統(tǒng)而言,是非常昂貴的。因為小喇叭一般都無法播出這么低的低頻,只有大喇叭,而且是優(yōu)質(zhì)的,昂貴的大喇叭,才能較好地重播出50赫茲以下的音樂信號。
對于耳機而言,播出50赫茲以下的極低
3、頻,不費吹灰之力,你看看任何耳塞或耳機的頻響指標,都會延伸到50赫茲以下。然而,BUT,我要轉(zhuǎn)折一下,耳機播出來的極低頻,是不夠真實的。關(guān)鍵原因,是因為50赫茲以下的極低頻,其實人是靠耳朵和身體共同感知的。也就是所謂“打心口”的低音,那就是極低頻了。耳機只能把信號作用于人的耳膜,無法對人身體產(chǎn)生任何效果,所以耳機里聽到的極低頻,是不完整的,不夠真實的。任何耳機都是如此,哪怕是大奧。
自然樂器中,主要頻率成分在200赫茲以下低頻段的,有低音鼓、大鼓、低音吉他、低音提琴(DOUBLE-BASS)、電貝司等。另外,大提琴、男聲、鋼琴、吉他等的聲音也有延伸到低頻段的成分。舉個例子,人說話的“鼻音”就
4、在低頻段內(nèi)。加重低頻段,會造成鼻音過于濃重。
從200-6000赫茲的中間頻段,就是俗稱的“中頻”。(中頻和高頻的分野,沒有一個業(yè)界統(tǒng)一公認的數(shù)值。)
中頻段是自然音樂能量最集中,最重要的頻段,也是人耳聽覺最靈敏的頻段??梢哉f,高低頻再好,如果中頻出問題,就統(tǒng)統(tǒng)報銷,毫無挽救余地。而中頻如果好,高低頻哪怕一塌糊涂,也往往可聽。
大體地說,如果說,低頻影響的是聲音的豐滿度、混厚度、力度,那中頻影響的就是聲音的明亮度、清晰度和透明度。由于中頻跨度很大,一般又被分為中頻下段、中頻上段。當然這個分界又是沒有一個定規(guī)的。我個人覺得,1000赫茲以下可以歸入中頻下段,而4000赫茲以上可以稱之為中頻
5、上段了。
大多數(shù)自然樂器的基音,是落在中頻段。人聲能量最集中的地方,是500-1000赫茲。很多自然樂器的泛音,也主要落在中頻段,比如吉他,泛音就主要落在2000-5000赫茲。中提琴、大提琴也是如此。
我們平時所說的“齒音”,是在中頻上段(或可稱“高頻下段”),大約6000-8000赫茲,能量最集中。很多流行歌曲的錄音,是經(jīng)過激勵器處理的,如果處理時把6000-8000赫茲能量加強過頭,就很容易出現(xiàn)齒音過重。
影響距離感的最敏感的頻段是4000-5000赫茲。這個頻段能量強,會顯得音像距離聽者近,而弱的話,會顯得聲音較遠。
最影響聲音明亮度的,是2000-3000赫茲。這個頻段能量弱
6、,會顯得聲音暗淡,朦朧,發(fā)虛。能量強,則會顯得聲音過于明亮和溫暖,甚至發(fā)楞。這個頻段發(fā)揮正常的話,聲音才會呈現(xiàn)出健康的明亮感。
6000赫茲以上,一直延伸到大約2萬赫茲,就是我們所謂的“高頻”。幾乎沒有什么樂器的基音落在高頻段,簡單地說,高頻段都是各個樂器的泛音。然而,絕對不要小看了泛音。各種自然樂器的聲音,聽上去是否真實,能否把各種樂器一一區(qū)分開,很大程度上靠的就是高頻泛音,因為各種不同樂器的泛音頻率成分的比例,是絕不相同的。電子合成器之所以能模擬出各種樂器的聲音,就是靠模擬其高頻泛音列。
特別出彩的,要算是所謂“極高頻”,也就是12000-20000赫茲的訊號。我們聽到的三角鐵、鈴、镲的高頻泛音,就是典型的極高頻。此外,長笛、短笛、銅管樂器的高頻泛音,甚至小提琴的高頻泛音,也可以到達1萬赫茲左右。所以高頻延伸若不好,播不好1萬赫茲以上的信號,對這些樂器的質(zhì)感和真實音色,是損害很大的。