振动发声的原理

一、             振动发声的原理

1、 声音：

声音来自因空气中压力变化而产生的振动。声音的产生是由某个物体或物质振动产生机械波引起的。

人是如何听到声音的？我们以鼓声为例来进行说明。

 当我们敲鼓的时候，鼓面就会产生振动。鼓面的振动带动鼓面周围的空气不断起伏形成了空气的波动。空气的波动传到我们的耳朵中，就是我们听到的声音。这种空气的波动，我们称之为“声波”。由声源产生的震动不断的使周围的空气形成波动，这种波动会以每秒340米的速度扩散，这和向平静的水面投入一块石头形成的水纹是一样的原理。声音可以通过固体、液体、气体等媒介进行传播（声音无法在真空中传播）。

 

 

 

2、 传播速度：

声波在空气中的传播速度约是340米/秒。在不同的介质中，声音的传播速度是不一样的。声音在空气中的传播速度因温度的不同而有所差异，以T表示温度，可以用如下公式计算出在当时环境下声音传播的速度：音速=332+0.6T（m/秒）

二、             声波的传递

传播媒介：声音须通过某些介质才能传输（传播）到我们的耳朵，这些介质能传递振动，人耳所听到的声音是通过空气和颅骨的振动传播的。

 声波在传播过程中其强度将随着传播距离的增加而减弱。一是由于声波向四周发散，距离越远声能越弱；而是由于介质的分子间的摩擦，部分声能被介质吸收转变为热能而衰减。点状声源发出的声波在均匀介质中的声强与距离的平方成反比。

1、绕射：

声波能绕过障碍物的边缘前进，此现象称绕射，亦称衍射。但这种障碍物的尺度必须小于或不大于前进声波的波长，才能不发生声影而得到绕射。实验证明300赫的声波无论从头的那一方面来，都不会影响对侧的听力。但对于高频，特别是16，000赫的声波，头部可引起声影而妨碍声音传到对侧耳。这是双耳选配助听器的一个理论基础。

2、反射：

障碍物比较大（一般讲它的尺度至少比声波大5倍）时，可发生比较明显的反射现象。这时前进波从障碍物的表面反射回去，障碍物的反射表面越大，则反射的效率越高。透射声波从一种介质传到另一种介质的过程中，通过界面时，一部分声波要在界面反射而回到第一种介质，这种过程称透射。声波在界面被反射的程度决定于两种介质的声阻抗比。声阻抗相差越大则反射程度也越大，声阻抗相同的两种介质则反射程度越小。

3、混响时间：

混响是指在室内声场达到稳定的情况下，声源停止发声，由于声音的多次反射或散射，而使其延续的现象即为混响。混响时间：一个房间(例如播音室),从某一频率的声源停止发声后,到声音能量密度衰减到原来的百万分之一(60分贝)所需要的时间。在混响时间短的房间内讲话会感到声音干巴, 在混响长的房间讲话, 会感到声音含混不清。

左：音乐厅混响时间 中：教室混响时间 右：起居室混响时间