声音的基本性质(传播特性)

声音的共振与共鸣 • 声音的振动和传播过程中，有一种很重要的物理 现象——共振，也叫共鸣。 • 定义：当策动力变化的频率跟物体的固有频率相 一致时，振动的振幅就会特殊地增大到最高峰值， 这种现象叫共振。
• 例一：部队行军步伐的振动频率与桥梁的固有振动 频率相一致时，会因共振的产生而坍桥。 • 例二：暖水瓶接水，听到的声音会由低频逐渐变成 高频率声音。水流击水产生的声音频宽很宽，即有 低频、又有高频。刚接时瓶的空间大固有振动频率 低，水流击水的低频音产生共振，低频加强，快满 时，水瓶的空间变小，共振腔变小，共振频率提高， 与水流击水产生的高频音产生共振，高频加强，即 听到高频音。
声音传播的基本特征
声波的反射与透射
声波在传播路径上常会遇到各种各样的“障 碍物”。例如，声波从一种媒质进入另一种媒质时， 后者对前一种媒质所传的声波来讲就是一种障碍物。 众所周知，当投掷一个物体时，物体碰到一块 挡板以后就会弹了回来；但是如果在声的传播路径 上放置一块挡板，则一般地讲来，会有一部分声波 反射回来，同时也有一部分声波会透射过去。例如， 一垛普通的砖墙既可以隔掉部分声音，但又不能把 全部的声音都隔掉；一垛木板墙将有更多的声音被 透射进去。声波ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ这种反射、透射现象也是声传播 的一个重要特征。
声波的绕射
波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫 做波的绕射或衍射
一切波都能发生绕射，其程度与波长、障 碍物的大小有关。 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显 的衍射现象.
声音的散射：
当声波波长大于障碍物尺寸但在 10 倍以内时，障碍 物会化成一个声源使声波向四周散射，这种现象叫 声波的散射。 例一：声源处于人的背后时，由于人耳壳的遮蔽作 用，声源中低频音会绕过耳廊使人听到，而声源中 的高频音则在人耳处形成声影区使其减弱。
• 例三： 小提琴 为256-1100Hz • 大提琴 为110-400Hz • 贝斯提琴 为80-350 Hz • 例四：萨克斯箱 • 左右手指全按下 发低音 • 右手指抬起 高 发中音 • 双手全抬起 高 发高音
共鸣箱较小
共振频率高
共鸣箱增大
共鸣箱最大
共鸣频率低
共振频率更低
共振腔容积最大 共振腔容积缩小 共振腔体最小
共振频率低 共振频率提 共振频率最
例二：音乐会时，后排座的听众听到的低频强、高 频弱，即是因为低频可绕射，而高频音散射的原因。
波的干涉： 干涉(interference)为两波重叠时组成新 合成波的 现象。 波的重叠原理 两波在同一介质中传播，相向行进而重叠时，重叠范 围内介质的质点同时受到两个波的作用。若波的振幅 不大，此时重叠范围内介质质点的振动位移等于各别 波动所造成位移的矢量和，称为波的重叠原理。 频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的 两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不 断向前推进，故称行波；上述两列波叠加后波形并不 向前推进，故称驻波。