7.2.1 声音的基本概念
声音是由空气中分子的振动而产生的。自然界的声音是一个随时间而变化的连续信号,可近似地看成是一种周期性的函数。通常用模拟的连续波形描述声波的形状,单一频率的声波可用一条正弦波表示,如图7-1所示。
图7-1 单一频率的声波
声波振动一个周期所传播的距离叫“波长”,用λ表示。
声波1 s传播的距离叫“波速”,用c表示。
声波1 s振动的次数叫“频率”,用f表示。
它们之间的关系:λ=c/f。
声波的振幅表示声音信号的强弱程度。声波的频率反映出声音的音调,声音尖细表示频率高,声音粗哑表示频率低。
振幅和频率不变的声音信号,称为单音。单音一般只能由专用电子设备产生。在日常生活中,我们听到的自然界的声音一般都属于复音,其声音信号由不同的振幅与频率合成而得到。复音中的最低频率称为复音的基频(基音),是决定声调的基本要素,它通常是个常数。复音中还存在一些其他频率,是复音中的次要成分,通常称为谐音。基频和谐音合成复音,决定了特定的声音音质和音色。
众所周知,人们之所以能够听到声音,是由于声波振动,并通过传声媒质,例如空气、水、混凝土等弹性物质,传播进入人耳。从声源或振动源直接传入人耳的叫“直达声”,声音通过物体反射传入人耳的叫“反射声”。(https://www.daowen.com)
人耳的听音范围是20 Hz~20 kHz。低于20 Hz的叫次声波,高于20 kHz的叫超声波。
声波在传输过程中具有相互干涉作用。两个频率相同、振动方向相同且步调一致的声源发出的声波相互叠加时就会出现干涉现象。
语言和音乐不是正弦波,而是复杂的波形,这种复杂的波形可展开成多个不同频率、不同幅度的正弦波。
综上所述,声音为一串串稀疏稠密交替变化的波,而疏和密就是空气压强的变化,再通过人的耳膜对空气压力的反映传入大脑,从而听到声音。声波是声音的物理现象,它具有“波”的一切性质,常用波形表示。产生声音的必要条件有两个:
①必须要有振动体或振动源。
②声波的传递必须依靠传播媒介。
音频的获取与处理