第一章:一个声学底漆
10。共振是什么?
共振特点是外部源的选择性扩增,称为激励源的频率或频率匹配共鸣系统的固有振动特性。在音乐音响,这些系统可以是字符串、管、腔血管如瓶或你的声道,声音板、木制乐器的身体,等。大部分这些共鸣的身体将有多个自然,经常谐波相关频率放大,尽管有些频率可能会放大比其他人更大程度。如果一个激励源频率产生共鸣频率以外的系统,基本上没有放大,过滤掉那些放大的频率相比。声共振机械共振的一个子集,我们之前看过的形式春天到了/质量或摆的例子,这两个自然共振频率。在现实中,许多乐器,比如小提琴,例证了声(基于air)和机械(字符串和木材)共振复合物结合声音给仪器其独特的特点,随着木头和空气可能会产生一组不同的共振频率,以一个吗共振曲线。
单个谐振特性
有更多的东西让乐器听起来像一个特定的工具,或者你的声音听起来像你的声音,而不是你邻居的,除了激励源的频谱包络。一个这样的元素是特定的共鸣系统的独特的特点。如果你曾经拉伸一个字符串在纸板盒和摘,你可能注意到合成音色不听起来像一个不错的原声吉他。这是因为纸箱没有产生共鸣的特点一样的材料和形状空心吉他的身体。当把吉他弦,它振动并创建一个丰富的频谱谐波泛音。字符串本身称为励磁电源。吉他弦振动原因身体震动同情振动,一个被动的身体兴奋的震动通过一个活跃的一个。身体的表面积较大的振动产生更高的振幅造成更多的空气在人体的共振频率。身体不比例放大所有的弦的频率。相反,一些频率放大超过别人,给它一个独特的特点,而事实上,为不同的弦音高不同的特征。应该注意的是,大部分的共振共鸣弦乐器身体传播给身体机械通过这座桥和声音,流离失所的实际空气振动的字符串是最小的。
管的直径和长度也容易计算频率产生共鸣,这取决于他们的形状、直径和机会。管在多个能够产生共鸣,同时谐波相关频率。两端管是否开放或封闭的一端,或圆柱或圆锥的形状也会影响谐振频率。振动空气列在这种谐振器产生不同的配置设置驻波在后面章节讨论。如下显示,这些管子可能一半或四分之一波长长根据空缺或形状,并产生全部或只有奇数泛音。简要图表(忽略直径)这些管及其特点:
| 类型 | 通过管长度(L) | 由基频(ƒ1) | 分音 | 仪器的例子 |
|---|---|---|---|---|
| 气缸两端开放 | L =λ/ 2 | ƒ1=v紧急求救信号l / 2 | 所有 | 长笛、录音机、开放的管风琴 |
| 气缸一端关闭 | L =λ/ 4 | ƒ1=v紧急求救信号l / 4 | 奇怪的只 | 单簧管,铜管乐器,停止了管风琴 |
| 锥封闭的一端 | L =λ/ 2 | ƒ1=v紧急求救信号l / 2 | 所有 | 双簧管,巴松管,sax |
| 传说:L =管长度,λ=波长,v紧急求救信号=声速 | ||||
空腔谐振器
空腔谐振器,如可乐瓶,可以兴奋的吹过开幕式的压力和角度。这些谐振器有一个固有频率这是由开放的面积,内部空腔的体积,和颈部的长度。一个更大的开放给了一个更高的频率,而更大的体积和/或长的脖子创建一个更低的频率。正如你可能已经经历了秋千,摆的自然谐振频率的一种形式,很难强迫一个谐振器生产其他比它的固有频率。的公式计算谐振腔的共振频率是:
看到Hyperphysics空气柱参考下面的进一步研究。最近,物理建模一个子集,数字波导合成软件使得人为使用物理谐振器的属性创建类似的现象,而现实世界的物理限制。例如,一个程序可能模型200的长笛。
在进一步的研究中,看到的Hyperphysics - >共振,Hyperphysics - >空气共振列
