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声音的特性

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声音的特性

在上一节2.1《声音的产生与传播》中,我们提到过不同的声源会产生不同的声音。比如,用木棍敲木头和用木棍敲钢板的声音是截然不同的。

2.2《声音的特性》都有哪些呢?我们用哪些物理量来描述声音?我们一般从音调、响度、音色三个角度来探究声音的属性。下面我们来逐个分析。

音调

声音的高低叫音调。我们在听音乐的时候,能感触到音调的高低不同。从物理学来说,到底是什么决定了音调的高低呢?

发声体振动的频率,决定了音调的高低。

口琴的音调不同

如上图口琴,不同的风口,琴的振动频率是不一样的,才能使口琴产生各种调子。

频率:物体每秒内振动的次数。

频率表示物体振动的快慢,其单位是赫兹,简称为赫,符号是Hz。

人耳感受到的声音频率在20Hz-20000Hz.高于20000Hz的叫做超声波,低于20Hz的叫做次声波。

人耳听不到超声波和次声波。注:该数字不需要背过。

响度

响度的定义:声音的强弱叫做响度。

通过小时候的敲鼓游戏,同学们想一想怎么敲才能让鼓声更响亮一些呢?

敲鼓力气越大,响度越大

答案显而易见,就是敲得力度更大一些。这就是下面我们要说的振幅的概念。

振幅:物体在振动时,偏离原来位置的最大距离。

振幅决定了响度,振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小。

影响我们听到的声音响度的因素

(1)振幅的大小。

(2)听者距离发声体的远近。距离越远,声音越分散,听到的声音就越弱。

音色

不同的物体音色不同

除了响度和音调外,声音还有一个重要的性质,就是音色。

比如,一个钢做的音叉,与一个木头做的音叉,即便是响度相同,频率相同,我们还是能听出来区别。这就是声音的音色的不同。

音色并没有严格的物理定义,不过我们要知道:

(1)音色由发声体本身的材料、结构等因素决定。

(2)因为声音的音色不同,人们可以通过听声音来区分物体。

典型声音音调案例与解释

装水量不同的瓶子音调不同

如上图,每个瓶子里面的水位高低不同,可以根据声音产生的原理发出不同的音调。

(1)用小木棒敲击1、2、3、4、5、6、7、8号瓶子,将可得到音调逐渐降低的声音。也就是从高到低的声音。因为敲击,是瓶子和水一起振动发声,振动物体的体积越小,振动频率越高,音调越高。

(2)用气流吹1、2、3、4、5、6、7、8的瓶口,将可得到音调逐渐升高的声音。也就是从低到高的声音。因为吹气,是瓶子内部的气体振动发声,振动物体的体积越小,振动频率越高,音调越高。

(3)应用:可自己制作家庭乐器;敲击火车车轮,可根据音调和音色可判断有没有故障隐患;瓷器的好坏也可轻轻敲击判断好坏。

音调和响度的区别

(1)音调指声音的高低,由频率决定;响度指声音的大小,由振动的幅度和距离发声体的远近决定。

(2)音调高的响度不一定大,响度大的音调不一定高。

在日常生活中,由于用字表达不准确,“高”、“低”含义不是唯一的,有时指音调,有时指响度. 例如,合唱时有人说“那么高的音,我唱不上去”,或“那么低的音我唱不出来”,这里的“高”、“低”指的是音调;而“引吭高歌”、“低声细语”里的“高”、“低”指的是响度. 科学用语要求清楚明确、含义唯一. 声音的“高”、“低”只用来描述音调,而音调由频率决定;声音的“大”、“小”只用来描述响度,而响度由振幅和距离发声体的远近决定。驴叫声和蚊子嗡嗡声相比较,驴叫声响度大,音调却低,而蚊子嗡嗡声响度小,音调却高。

下面一节,我们要探讨的是2.3《声的利用》,我们来一起学习可以利用声音做什么呢?

参考文献

初中物理知识点总结

http://chuzhongwuli.com

本节内容与物理知识体系关系

初二上学期物理知识点→2.0《声现象》→2.2《声音的特性》

关键词:声音的特性;音调;响度;音色

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