2010年9月6日 星期一

「聲音」的基本特性─音頻、波長、波速、振幅

聲音是一種能量, 通常以「波」的形式進行傳遞,我們可以把聲音想像成水波一般,當你把一塊石頭丟入水中時,會濺起水花並產生漣漪,而這些漣漪就是能量在水中傳遞的樣子。

只要是波,就會有以下幾種特性,即音頻波長波速、以及振幅


音頻(frequency)
當聲音傳播時,會產生固定速度的振動頻率,我們以每秒幾次振動進行測量,單位記為赫茲(Herz, 簡寫為Hz),也就是說當這個音波每秒振動5000次時,我們記為5000Hz,即5KHz。一般而言,人耳可聽到的音波頻率範圍為20Hz ~ 20KHz

波長(wavelength)
所謂的波長,即波峰到波峰,或波谷到波谷之間的距離,而「波峰」就是波的最高點,「波谷」則是波的最低點。由圖觀之,波長就是音波振動一次所行進的距離

波速(velocity)
波速,就是波的傳遞速度, 由音頻及波長的說明,可知這三者有一個關係式。
剛剛提到音頻為音波每秒振動的次數,波長為振動一次所行進的距離
∴波長 = 波每秒行進的距離 = 音頻 x 波長 
在此順道說明一個自然界的物理現象,波在同一種溫度的同一種介質下,傳遞的速度為固定值,所以音速在常溫空氣中亦為常數。

振幅(Amplitude)
波峰到波谷之間的高度差,我們稱之為振幅。一般而言,振幅可視為能量傳遞的大小,可以想像把一顆大石頭及一顆小石頭分別丟進水中,所產生的漣漪大小及範圍會大不相同,且越接近漣漪外圍,水波越小,這是能量在傳遞過程有所散失而產生振幅變小的現象。





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