声学的小知识-声音的研究可以帮助你理解一些事情你遇到同时使音乐和电脑。dB规模音频米是什么意思?均衡效果的图形代表什么?音色的基本内容是什么?如果你的媒介表达声音,你应该知道一些关于声音是如何工作的,我们如何看待它。
这个网页介绍声波的一些基本思路,包括它们的传播和振幅。交互式应用程序可以下载的教学大纲接替,覆盖频率、音高、音色。有很多更了解声学。我们只是涉及的一些基础知识。
介绍声学
声波
是什么声音呢?音叉罢工时,听到一个清晰的声音。因为引人注目的对象会在一个相当简单的来回振动方式,但如此之快,你不能看到振动。当齿(刺)音叉远离其休息位置和影响附近的空气粒子,使粒子蜷缩在一起,创造一个更密集的区域(高气压)。这一行动被称为压缩。当齿然后回到过去休息位置移动,空气粒子放松和分散,创建一个区域的空气密度较低(更低的空气压力)比以前你袭击了叉。这就是所谓的稀疏。随着齿继续来回移动,这将导致连锁反应,导致更高和更低的空气压力传播领域远离音叉作为声压力波。
假设您有一个气缸与活塞一端——就像汽车引擎的汽缸。活塞来回移动,时而压缩和纯化。如果你能看到单个粒子的空气,你会看到更高的区域远离活塞的压力,如下面的动画。
动画改编自声波声音和研究所
振动的研究(ISVR),英国南安普顿大学
活塞是大红色的对象在左边;小黑点是空气粒子。粒子之间的黑暗领域-有更高的压力比周围的空气。三个红点标志个人空气粒子。这表明空气粒子本身不要移动波穿过很远。相反,他们来回鲍勃,而像一个塑料杯扔进温柔的海浪在海里。(不要这在海滩上!)压力的连锁反应——波的声能从气缸的一端到另一个。
在自由的空气,声波不只是在一个方向上移动。它在各个方向传播。下面的图片显示了周围的空气会发生什么,如果你想起,假设没有对象,部分阻碍声波的传播。
这不是一个完整的图片,因为声波传播在三维空间中,不是两个——在一个球体,声源(铃声)中心。这张照片确实表明,压缩之间的压力差和空气稀薄地区靠近声源更为极端。声波失去能量由于空气摩擦他们从源传播的更远。
声音的速度
声压波能走多快?奇怪的是,它同样的速度无论你怎样努力了音叉或活塞来回移动的速度有多快。的在空气中声速是一个常数每秒1130英尺。有点不同(这取决于空气温度和湿度)。声波在空气中更慢比许多其他类型的波,光波的速度快了近900000倍。
声音的速度慢的原因是回声非常著名的体育场。如果你喊,还需要大约半秒的声音旅行500英尺,反弹的混凝土墙,另一个一半的第二次旅行回到你身边。你会听到你的回声一秒比你晚喊道。
声波的情节
活塞上面的例子涉及到我们如何关心工作时在音乐软件?它是最常见的基础表示声波:时域波形图。这是一个图形显示空气压力会随着时间而改变。
这幅图表明按压和稀疏的声波转化成图形曲线表示,我们都如此熟悉。直线在Y轴上越高,空气压力越大。
振幅和分贝
气压的变化程度的一种声波从正常的平衡压力振幅。如果有一个大的压缩压力差和空气稀薄地区支持给定波,据说那波高振幅。声级米音频程序通常能够报告两种类型的振幅测量:峰值和平均。两种类型取决于看简短的声音(通常称为“窗口”)。当一个波形图大幅上下摆动,然后波具有较高的平均振幅。更大的平均振幅有关松散,听起来似乎更对我们来说比那些波平均振幅较小,尽管感知声音的响度还取决于其他特征。
振幅通常是测量分贝(dB对数刻度),比较两个声波的振幅,或一个声波的振幅水平的引用。一倍的振幅的差异占6 dB。如果你花了一个波形,比例0.5,那么它有一半的振幅,你将减少其振幅6 dB。规模第二波形由0.5,您创建一个12 dB的差异,原始波形。
当你观看米在软件混合器中,你看到的比较声波的参考电平是系统可以处理的最大级别。数字印刷在这个最高级别dB显示0,和水平低于这个显示为负分贝:6 dB, -12 dB, -18分贝,等等。的最低水平有时被称作负无穷(-∞),这是沉默。
我们使用对数分贝范围内,有两个原因:
- 它让我们代表了非常广泛的空气压力我们接触,很少使用可控的范围内,包括差异大于120分贝,和
- 我们的耳朵对声压振幅大约是对数的方式。即,每个一倍振幅创建一个大致相等的感知响度变化。考虑下面的时域图。
感知的差异波形之间的响度一个和B响度之间的差别是一样的吗B和C。这是真的,即使单位振幅的变化与横向虚线(如图所示)是两对之间的不同:B是一个单位的振幅大于一个,而C是两个振幅大于单位B。
声压级
有时我们看到声音描述为拥有一个声压级,或SPL,标签在分贝。这意味着,用于计算的参考电平叫做分贝值听力阈值,一个经验决定的标准是最柔软的语调,一定的音高,平均听力能感知的人类。如果是0分贝,那么响亮的声音有高分贝值。
罚款:SPL是测量的强度的声音,是指空气压力变化的力量,因为他们接触的表面,就像你的耳朵。强度以瓦特每平方米。
下面的表给你一种声学经验的各种跨度范围从0到130分贝。
| 分贝 | 强度(瓦特/ m2) | 例子声源 |
|---|---|---|
| 130年 | 10 | 痛阈 |
| 120年 | 1 | 飞机起飞500英尺远 |
| 110年 | 。1 | Medium-loud摇滚音乐会 |
| One hundred. | . 01 | 动力锯 |
| 90年 | 措施 | 纽约地铁 |
| 80年 | 。 | 在高速公路交通拥挤 |
| 70年 | .00001 | 吸尘器10英尺远的地方 |
| 60 | .000001 | 正常的交谈 |
| 50 | .0000001 | 光交通100英尺远 |
| 40 | .00000001 | 安静的对话 |
| 30. | .000000001 | 耳语5英尺远 |
| 20. | .0000000001 | 安静的客厅(没有电视) |
| 10 | .00000000001 | 呼吸 |
| 0 | .000000000001 | 听力阈值 |
听力损伤
我们还可以使用SPL的概念来决定安全多长时间听吵闹的声音。考虑下面的表,它使用美国政府标准来指导我们在决定时可能发生听力损伤。
| 最大持续时间 | SPL | 例子声源* |
|---|---|---|
| 0.25小时 | 115 dBA | 最大的一场摇滚音乐会 |
| 0.5 | 110年 | |
| 1 | 105年 | 室友尖叫近距离 |
| 1.5 | 102年 | |
| 2 | One hundred. | 非常响亮的乐团 |
| 3 | 97年 | |
| 4 | 95年 | 地铁 |
| 6.1 | 92年 | |
| 8 | 90年 | 休息室两 |
改编自OSHA员工噪声暴露表
*例子来源从表3 Mackie HR624手册页。
过度暴露于噪音的影响城市环境卫生得到比以往更多的关注(例如,试点调查的地铁和公交车站噪声水平)。
如果你想想中的第一项表,它应该让你觉得音乐会你的经历。如果你想继续享受音乐随着你的年龄,这将是一个好主意,投资于一些耳塞。他们中的一些人不低沉的声音的亮度,例如,高山听到MusicSafe经典和音特美高保真耳塞。廉价的保险。
也许更重要的是在我们的日常生活中:你认为耳塞使用便携式音乐播放器应该继续这张桌子吗?
关于听力损伤的更多信息,请访问危险的分贝网站常见问题解答。“茱莲妮”人体模型描述在该网站提供洞察问题的声音水平由便携式音乐播放器。