第七章-人耳的听觉特性.ppt

第七章人耳的听觉特性 7 1听觉系统 7 2听觉的感受性 7 3听觉的度量 7 4人耳的听觉特性 目录 人耳的听觉特性 声学讨论声的产生 传播和接受 声的性质以及声音与其他物质的作用 而声的接受 不论是通过什么途径 也不管是通过什么方式 最终是被人听到 所以离开了人耳的听觉就谈不上声学 对于一个失聪的人 世界是寂静无声的 声波通过人耳转化成听觉神经中的神经脉冲信号 传到人脑中的听觉中枢 引起听觉 因此 人们对声音的判别主要是由人耳感官的结构 特性造成的 人耳可以分成三个主要部分 即外耳 中耳和内耳 如图 3 1 1 7 1听觉系统 返回 人耳结构图 人耳结构图 返回 一 外耳 外耳由最外面的耳廓 外耳道组成 到鼓膜为止 返回 1 耳廓 1 定义耳廓 又称耳壳 就是我们看到的耳朵 耳廓呈不对称形 2 作用耳廓主要起收集声音和使耳道与空气之间阻抗匹配作用 从而使更多的声音能进入耳道 这种匹配作用在800Hz左右最好 在高频也有效 但在低于400Hz时作用就较差了 由于耳廓的形状能使不同方向来的高频声具有不同的反射情况 因此对高频声声源产生定位作用 尤其对区分来自前 后方的声音起着重要作用 返回 2 外耳道 1 定义外耳道是一直径约0 5cm 长约2 5cm的一端以鼓膜为封闭的圆管 2 作用其作用是将声波传导到鼓膜 从而使鼓膜在声波激励下振动 外耳道相当于一个声管 它具有共鸣特性 它的自然谐振频率约为3000HZ 由于外耳道的共鸣以及人头对声音反射 衍射现象的影响 使人耳对3000Hz左右的声波的感觉灵敏度特别高 返回 二 中耳 中耳是鼓膜内侧的空腔部分 它由感觉振动的鼓膜 听骨和容纳鼓膜及听骨的中耳室组成 返回 1 中耳室 中耳室 也叫鼓室 其内充满了空气 体积约为2cm3 它通过欧氏管与鼻腔相连 平时欧氏管封闭 当鼓膜内外的压力失去平衡时 欧氏管打开 从而形成了一个沟通鼓室和鼻腔的大气通道 以宣泄鼓室内压强的剧增 使鼓膜内外气压恢复平衡 返回 2 鼓膜 鼓膜的面积约为0 8cm 厚度约为0 1mm 是一个浅锥形的软膜 它的顶点朝向中耳内部 鼓膜的振动推动中耳室中三块互相连接的小骨头 听骨运动 返回 3 听骨 即位于中耳室中三块互相连接的小骨头 这三块小骨头分别叫锤骨 砧骨和镫骨 它们起杠杆放大作用 将鼓膜的振动传到内耳入口处的椭圆窗膜上 与鼓膜相连的是锤骨 然后是砧骨和镫骨 这三块听小骨作关节状连接 听小骨上附有能对强声起反射作用的肌肉 使强声减低后再传入内耳 起到保护内耳的作用 中耳还可以通过听骨的运动把外耳的空气振动和内耳中的淋巴液的运动有效地耦合起来 从而起到阻抗匹配作用 返回 三 内耳 内耳是听觉的主要部分 由耳蜗等组成 其作用是对穿入的声波进行分析 将声能变换成神经能传入人脑的听觉中枢 返回 耳蜗 1 定义耳蜗的外形有点象蜗牛壳 它是卷曲了2 75圈的螺旋形骨质小管 小管是中空的 是神经纤维的通道 耳蜗内充满了淋巴液 2 结构耳蜗中间有骨质层和基底膜把它隔成两半 分别为前庭阶和耳鼓阶 3 工作过程当声波引起听骨的振动 并通过卵形窗膜使淋巴液运动传到基底膜上时 会使基底膜上与该声音频率相应的部分产生共振 当入射声音频率低时 振动向耳蜗深处传播 激励深处的基底膜共振 当入射声音频率较高时 振动会中途衰减 只有靠近耳鼓室的基底膜共振 对应于每一个频率 基底膜上都有一个共振点 而不同频率的声音引起基底膜振动的最大振幅位置是不同的 这表明它对频率有一种分析作用 在基底膜上分布着大量的神经末梢元 毛细胞 它们在基底膜振动作用下会发生变形 形成神经脉冲信号 并通过听觉传导神经传至大脑听觉中枢 进一步进行分析 从而使人听到声音 声压越大 被激发的神经脉冲信号数也大 从而使人感到的响度越大 若长期在强声压级作用下工作 毛细胞会因为拉伸应力而疲劳以至损坏 这种损坏是不可能恢复的 四 骨传导 声音还可以通过颅骨的振动使内耳液体运动 这一传导途径称骨传导 颅骨的振动可由振源直接引起 也可由极强声压级的声波引起 还可由身体组织和骨骼结构把身体其他部分受到的振动传至颅骨 在以空气为介质时 声压级超过听阈60dB以上 就能由骨传导途径听到 7 2听觉的感受性 一 可听频率极限二 可听声压极限三 最小可辨阈四 感受性的体现 返回 一 可听频率极限 对于可听频率的上限 不同的人有相当大的变化 而且和声音的声压级也有关系 一般年轻人可以听到约20000Hz 中老年人只能听到12000 16000Hz 最低频率下限通常认为是20Hz 人对低于20Hz的声波感觉主要是身体的振动而不是听觉 返回 二 可听声压极限 人类听觉感受性有极宽的动态范围 是0 140dB 在用纯音做测试实验时 一般正常年轻人在中频附近的最小可听极限大致相当于参考压强为20 Pa的0dB 一个人最小可听极限即听阈的提高 表示其听觉灵敏度的降低 返回 在强声极作用下 人耳会有不舒服及疼痛的感觉 各人能容忍的声压级上限与其在噪声中暴露的经历有关 未经历过强噪声的人 极限约为125dB 有经常处于强噪声环境中经历的人 可达135 140dB 通常 声压级在120dB左右时 人就会感到不舒服 130dB左右耳内会有痒的感觉 达到140dB时耳内会感到疼痛 当声压级继续升高时 会造成耳内出血 甚至听觉机构损坏 三 最小可辨阈 对于频率在50 10000Hz之间的任何纯音 在声压级超过闻阈50分贝时 人耳大约可鉴别1分贝的声压级变化 当声压级超过40分贝 频率低于1000Hz时 人耳约能察觉3Hz的频率变化 返回 四 感受性的体现 1 高 中 低各频段量感的分布与控制2 密度与重量感3 透明感4 层次感5 定位感6 速度与暂态反应7 想象力与形体感8 对比性9 空间感 返回 1 高 中 低各频段量感的分布与控制 量感指量的多少 即表示高音或低音的多少等 各频段量感的多少并不代表器材真正的好坏 器材之间量感多少的相互搭配才是最重要的 高 中 低各频段量感的分布也可以说是频率响应曲线的一方面 控制指对低频段的控制能力 返回 整体平衡线不是指频率响应曲线的平直 最主要讲高 中 低频段的适当量感分配 低频基础要好 在整个音乐里造成稳固 稳定状态 大部分的音乐迷都希望音乐是很厚实 丰润 不希望高频多过中频 低频 而造成头重脚轻的情况 合理的高 中 低频段量感就是整体平衡 整体平衡性好的器材也会耐听 也就是人们所说的音乐性 2 密度与重量感 声音的密度 对于同一种物质的概念是相同的 只是效果不同 声音密度大 听起来会感到厚实而饱满 声音的密度与重量感让乐器与人声听起来更有真实感 较好的声音密度与重量感与供电的充足及中频段的饱满有关 打击乐器敲起来都会有空气振动的感觉 所有的乐器与人声都具有重量感 很多音响爱好者都希望得到很好的声音密度与重量感 返回 3 透明感 是一种比较直观的观察形式 最好的透明感是很耐听 但又不会刺耳 比较差的透明感虽然也透明 但是不耐听 每一对人耳于耐听与不耐听的感觉程度都不尽相同 因此对于透明感的好坏也就又不同的标准 返回 4 层次感 指的是音场中由前往后一排排乐器的清晰程度 以及乐器与乐器之间的间隔够不够清楚 返回 5 定位感 就是人声或乐器发生点之间由确定的音响感觉 如果说音响发飘 就表示定位感不好 靠音场中两侧的乐器定位通常会较好 而靠音场中央的乐器定位会较差 这也是环绕音效果加中间声道的原因之一 在这种情况下 如果加个中间声道对定位感也会有很大改善 返回 6 速度与暂态反应 速度感是暂态反应的结果 也是器材上升时间与回转率的具体表现 这两个名词都是指器材各项反应的快慢 由速度感引伸出来的活性感属于强弱对比的另一面 它让人们感到很活泼 不沉闷 这是音乐是否好听的一个重要因素 就好象一个卓越的指挥家能把音乐指挥得充满生气 返回 7 想象力与形体感 想象力是将虚无缥缈的音像凝结成实体的能力 也就是让人声或乐器的形体展现的能力 想象力好的音响器材会让音像更浮突 更具立体感 音像轮廓的阴影跟清楚 返回 8 对比性 音效在很多方面是以对比产生效果的 强弱对比即为动态对比 是大声与小声之间的对比 一般而言 强弱很接近的细微对比称为动态对比 常说古典音乐的动态很大就是指它的最大声与最小声的对比很大 而摇滚乐虽然声大 但它大小声起伏并不大 所以说它的动态对比并不大 强弱很接近的细微对比称为动态对比 强弱对比用最浅显的说法应该是极大的强弱对比是拍打岩岸的海浪 极小的强弱对比就是清风吹拂下的湖水波动 乐器与人声的大小比例指各种乐器的相关大小不能离谱 正确的音场是近乎现场大小 正确的比例是各种乐器相互之间的合理比例 而不是以现场按比例去缩小 例如低音大提琴不能占据整个音场 大鼓不能把整个乐队淹没 返回 9 空间感 与空间相关的因素很多 如细节的再生 堂音的清楚与否 音场的大小等 其中特别是注意音场空间大小的描绘能力 假如能听出空间有多大 这个器材的空间感就很好 要能够听出空间感有多大 要靠耳朵判别第一次反射音传到耳朵时间的长短 也就是堂音 此外 残响时间是决定空间音色与软硬调子的原因 由空间感音场相结合 便产生解析力这一概念 解析力并不能代表所有的细节再生与层次感 例如由前向后一排排的层次感就不是由解析力造成的 暗部的层次指低电平时的解析力 音乐细微的变化 都能表现得很清楚 这说明器材的解析力很好 在极端爆棚时能将所有东西解析得很清楚 那就是高电平时的解析力 综合低电平与高电平的解析力 就是总的解析力 返回 质感由空间感引申产生了乐器和人声的质感 空气感 质感是指乐器或人演奏 演唱时因接触 摩擦 敲击吐气之后让人足以听出它是某种东西的感觉 例如鼓棒敲在钹上 觉得钹可以听出是金属做的 它的真实感很高 所以就说它的质感很好 早期许多数字录音的小提琴因缺乏琴弦摩擦的质感而像电子乐器般 就说它质感不好 空气感泛指木管和铜管乐器的质感而言 这些乐器都是空气通过管状物而发出声音的 大规模弦乐演奏时会有空气波动的感觉 也表现为空气感 细节再生即音场内各种声音让人们耳朵听到的能力 有些扬声器非常敏锐 任何细微的杂音都再生得一清二楚 有些扬声器本身振动很迟钝或大量得失真而把声音的细节掩盖过去 细节再生越多的器材当然越好 7 3听觉的度量 一 声强的主观感受 响度二 频率的主观感受 高音 音调 返回 一 声强的主观感受 响度 响度是人耳对声音强弱的主观感受 用符号S表示 对于同一强度的声波 不同的人听到的效果并不一致 因而对响度的描述有很大的主观性 在客观的度量中 声音的强弱是声波的振幅决定的 但是响度与振幅并不完全一致 响度不仅决定于振幅的大小 还决定于频率的高低 振幅越大 说明声压级越大 声音具有的能量也越大 而响度则说明听觉神经刺激的程度 事实上 很强的声音不一定就很响 因为人耳所能听到的频率范围不过是20HZ 20KHZ 即使在可听声的范围内 相同的声压级耳不同频率的声音 人们听起来也会感觉不一样响 为了得以对响度根据需要进行计量 特定义响度的单位为 宋 根据定义 声级为40dB的1000Hz标准音的主观感受规定为响度等于1宋 响度 为了把声音强弱的客观尺度与再此声音刺激下的主观感受的强弱联系起来 引人了响度级的概念 响度级的概念 声音的响度级 在数值上等于与标准音 1000Hz 一样响时所对应的标准音的分贝值 单位为方 符号为P 由此可知 1 响度级是以主观的方法确定的 是以1000Hz的标准音为基准相互比较得出的2 1000Hz声音的响度级 方值 就是它的声级值 分贝值 响度与响度级之间的关系 根据国际标准化组织 ISO 的推荐标准 响度与响度级之间的关系可用下式表示 LgS 宋 0 03P 方 1 2 这一规律在20 120方内成立 由式可知 40方为1宋 Sone 2宋比1宋响1倍 3宋比1宋响2倍 依次类推 经实验 测试了不同频率的声音在响度相等的情况下与标准音对应的声级值 得出了著名的佛来彻 蒙森等响曲线 下图为国际标准化组织 ISO 推荐的等响曲线 下图为国际标准化组织 ISO 推荐的等响曲线 图中 在同一条等响曲线上的不同频率 不同声压级的纯音信号 给人的响度感觉一样的 如 50分贝 100Hz的纯音和40分贝 1KHz的纯音等响 因为两者在同一条等响曲线上 也就是说 想让100Hz的低音和40分贝 1KHz的中音听起来一样响 就必须让100Hz的信号比1000Hz的信号大10分贝 由等响度曲线可以看出 1 响度级与声压级有关 声压级提高 响度级也相应增大 但是声压级并不是制约响度的唯一因素 频率不同时响度级也不同 2 等响曲线变化与声压级高低有关 等响曲线在声压级值低时变化快 斜率大 在高声压时比较平坦 这种情况在低频时尤为明显 说明声压级高时 强度相同的声音几乎一样响 与频率的关系不大 但在声压级很低时 低频区的变化率 斜率 大于高频区 因此 人耳对低频声的敏感性比高频声低 3 不同的频率 响度级的增长率各不相同 由于人耳外耳道的共鸣作用 在3000 4000HZ附近的声音听起来比较响 随这频率向两端的升高忽而降低 总的趋势是 响度级增长率下降 从而使人耳的灵敏度降低 等响曲线在高保真中的作用 例如 一个乐队演奏时 若低频声和高频声都以100dB的声压级录音 因为此时的等响曲线差不多平直 所以低音和高音听起来有差不多的响度 若声音以低于原始声 录音时 的声压级重放 则需要通过均衡器等来提升低音和高音以保证原有的音色平衡 声压级变化对响度的影响 声压级的变化响度感觉1分贝几乎觉察不出来3分贝刚可觉察5分贝明显改变10分贝加倍的响 或轻一半 二 频率的主观感受 高音 音调 音高是一个狭义的概念 专门指声带振动引起的一种基音频率 f0 那种狭义的音高只在声带振动产生乐音的时候才会有 音高术语是个多义词 7 4人耳的听觉特性 一 掩蔽效应二 双耳效应三 颅骨效应四 鸡尾酒会效应五 回音壁效应六 多普勒效应七 哈斯效应 返回 一 掩蔽效应 人们在安静环境中能够分辨出轻微的声音 即人耳对这个声音的听域很低 但在嘈杂的环境中轻微的声音就会被淹没掉 这时效应将轻微的声音增强才能听到 这种在聆听时 一个声音的听阈因另一声音的出现而提高的现象 称为掩蔽效应 返回 假设声音A的阈值为40分贝 若同时又听见声音B 这时发现由于B的影响使A的阈值提高到52分贝 即比原来高12分贝 这个例子中 B称为掩蔽声 A称为被掩蔽声 听阈提高的分贝数称为掩蔽量 即12分贝为掩蔽量 52分贝称为掩蔽阈 掩蔽的一般规律 两个纯音同时发声时 1 被掩蔽声的频率越接近掩蔽声 掩蔽量越大 频率相近的纯音掩蔽效果显著 2 掩蔽声的声压级越高 掩蔽量越大 且掩蔽的频率范围越宽 实验表明 掩蔽声增加10分贝 掩蔽阈也增加10分贝 两者呈线形关系 且这种关系不受频率影响 既适合于纯音 也适合复音 3 掩蔽声对比其频率低的纯音掩蔽作用小 而对比其频率高的纯音掩蔽作用大 即低频声容易掩蔽高频声 而高频声较难掩蔽低频声 4 一个纯音可以被另一个纯音掩蔽 也可以被一个窄带噪声掩蔽 上述掩蔽现象都是发生在掩蔽声与被掩蔽声同时作用的情况下 称为同时掩蔽 掩蔽也可以发生在两者不同时作用的条件下 被掩蔽声作用于掩蔽声之前的掩蔽称为后掩蔽 掩蔽声作用在前 被掩蔽声作用在后的掩蔽称为前掩蔽 非同时掩蔽具有如下特点 1 掩蔽声在时间上越接近被掩蔽声 听阈提高越大 即掩蔽效应越强 2 掩蔽声与被掩蔽声相距很短时 后掩蔽作用大于前掩蔽作用 3 掩蔽声强度增加时 掩蔽量并不比例增大 4 单耳的掩蔽效应比双耳显著 一般情况下 同时掩蔽的掩蔽效用在频率的两侧是不对称的 低频掩蔽声对高频掩蔽声起作用 但高频掩蔽声对低频掩蔽声作用不大 但噪声声级超过30dB 上述现象被突破 低于早上频率的声音也受到掩蔽 称为远掩蔽 远掩蔽效用是对称的 而且随早上带宽及其频谱的增加而增加 掩蔽声和被掩蔽声分别加于两耳 也能产生掩蔽 这显然有较高级的听觉系统参与作用 所以称为中枢掩蔽 中枢掩蔽的效果较小 比单耳情况下的掩蔽约低50 60dB 效用是对称的 它受频率的制约 最大掩蔽效用发生在掩蔽声和被掩蔽声频率附近 返回 二 双耳效应 听觉系统的外周设备有两支接收器 双耳 其作用首先表现在接受纯音信号的阈值比单耳阈值约低3dB 这可以理解为双耳总合作用的结果 3dB是功率的加倍 所以总和意味这2 1的效益 双耳接收白噪声和语言信号 也表现出类似的效果 返回 在响度级测量中对一定声压级的纯音 双耳听起来比单耳响两倍 响度平衡的实验证明 在阈值附近 双耳的响度和单耳相等 而且效益随着声级逐渐增加 对强度和频率的辨别 双耳的辨别力高于单耳 用声压级70dB的250 1000和4000Hz三种纯音实验的结果 双耳的差别感受性都低于单耳 在日常生活中双耳接收声信号 无论时间 强度或者频谱 都是互不相同的 但是听到的却是一个单一的声像 这过程就称为双耳融合 双耳听觉大都是在立体声条件的声场中听到的声音近乎位于周围的环境中 而从一对耳机听到的声音位置在其内 为了区分上述不同的感觉 称前者为定向 后者为定位 低频信号的定向是以双耳的时间差为依据 高频信号的定向决定于两耳间的强度差 当波长大于声音从近耳到远耳的距离时 两耳间的相位差也是声源定向线索 绕经头部的路程约为22 23cm 所以声音由近耳传到远耳约需660 s 相当于频率1 5kHz 因此对更长的波长而言 两耳间将有一个显著的相位差 可作为有效的定向线索 声源定位的方法是给听音者两个耳间差不同的信号 由此确定耳间差对定位的影响 即耳间时差对1 3kHz以下的频率最重要 而耳间强度差是高频定位的主要线索 返回 三 颅骨效应 颅骨效应就是通过颅骨传导声音的现象 返回 一个声音从音源传入人耳有两种途径 一是音源通过空间传入人耳 再由听觉器官将感受到的声音信息送入大脑的听觉脑区 即 音源 空间 人耳 大脑另一个途径就是音源通过人体的组织 颅骨传到听觉器官 送入大脑 即 音源 人体颅骨 大脑 听自己讲话时声音的传播渠道有两个 即 音源 人体颅骨 大脑音源 空间 人耳 大脑听自己讲话录音的传播渠道只有一个 即 音源 空间 人耳 大脑 听自己讲话的声音有两个传播渠道 所以频带很宽 自己感觉音色比较好 听自己的录音时 只有一个传播渠道 频带不是很宽 声音也就不那么好听了 所以有些人总是觉得自己的声音比别人的声音好听得多 这种感觉正是由于颅骨效应的原因 颅骨传导现象在日常生活当中是很多的 机械手表里钟摆振动的 咔嚓 声只有把手表放在耳边才能听到 而且声音还很小 若将手表用牙咬住 如果怕损坏 可以垫在手帕上 再堵住双耳 以断绝空间的背景躁声传入人耳 这时 你就会感觉到非常清晰的钟摆声 而且声音还很响 这就是通过牙齿和颅骨把钟摆的声音传递给大脑神经 人们在进行声乐发声训练的时候也常用这种方法 当你练唱一首还不能掌握自如的新歌时 若条件不允许放声练唱 你就可以用手指堵住双耳 轻声练唱 这时你会很清晰地感到自己声带发声地旋律 音高 滑音和声音结构地细节部分 就可以通过甲状软骨 甲环软骨 和披裂肌肉的配合调解声带的收缩和放松来调整音高和音色 头盔话筒 欧洲人在歌剧演出中使用了一种新型话筒 头盔式话筒 它把话筒极头置于头盔或头饰上 话筒的极头是一个片状的拾音头 贴在人的脑门上 导线通过头发 耳后 连接无线话筒发射机 一个装在口带里的小盒子 人的声音从声带振动通过人体组织和颅骨传入拾音头中 这也是利用了颅骨传导作用 返回 四 鸡尾酒会效应 人耳对不同声源有选择功能 如 在嘈杂的声音中 你可以把听力集中在一个人的谈话上 而把其他的声音都推到背景中 这是因为大脑会分辨出声音到达两耳的时间差 及不同距离声源的音质和音量 还能辨别声源方向 而用话筒录音就不同了 它把在接收范围内的声音 包括反射声都接收进来 而人耳却能单独选取一个声音 这就称 鸡尾酒会效应 见图2 16 四 鸡尾酒会效应 人耳对不同声源有选择功能 如 在嘈杂的声音中 你可以把听力集中在一个人的谈话上 而把其他的声音都推到背景中 这是因为大脑会分辨出声音到达两耳的时间差 及不同距离声源的音质和音量 还能辨别声源方向 而用话筒录音就不同了 它把在接收范围内的声音 包括反射声都接收进来 而人耳却能单独选取一个声音 这就称 鸡尾酒会效应 见图2 16 如果用话筒录音后再放音 就没有这种效果了 人感觉声音都是从扬声器中发出的 从某个点录入的谈话人的声音 方位就辨别不出来了 人耳可以调整听觉神经选择不同方位的声源 不同方位的声音传入人耳时 两耳的感觉是不一样的 有距离上的差异 时间上的差异和频率上的差异 人耳通过两耳拾取的声音的三个不同差别就可以辨别出不同方位的声音 就可以调解听觉神经来选择不同方位的声源 这就是人耳的选择功能 返回 五 回音壁效应 在生活环境中 在某一个声场中 视觉看不到声源 而听觉却能听到声音 这种现象就是回音壁效应 见图 返回 许多建筑可以产生回音壁效应 例如 1 意大利露天剧场2 哈尔滨铁路文化宫3 山西古塔4 少林寺鸡鸣街 1 意大利露天剧场 意大利有不少音乐堂和露天剧场没有屋顶和侧壁 使其声音的反射传播受到了限制 观众听到的是直达声 而不能满足聆听要求 建筑师根据建筑声学原理把舞台建成半球型硬质结构 产生出强反射的舞台反射效果 除了可将演员的直达声送入观众外 还可将舞台的声源集中地反射到听众席 增强了声场的声级 满足了观众的聆听要求 2 哈尔滨铁路文化宫 哈尔滨市铁路文化宫有一个露天音乐堂 演出之余 坐在观众席上 常可以听到数千米外的火车站传来的汽笛声 而在音乐堂附近的其它地方就根本听不到 这是因为它采用了半球型的硬质结构强反射舞台 这种舞台把空气中的微小声压变化集中地反射在观众席的座位区 不在它的反射范围内 自然就听不到这种经过强反射放大扩充了的声音了 3 山西古塔 在山西的一座古塔下的某一位置上 可以听到附近村镇中家庭妇女们聊天的声音 这是因为远处传来的微弱声音经过古塔建筑结构的强反射 使声音集中反射在某一个位置上 那么 这个位置就可以听到远处传来的反射声 4 少林寺鸡鸣街 少林寺附近的一个小镇里 有一条胡同叫 鸡鸣街 据说人们在胡同的西端拍手 在胡同的东端就能听到鸡叫的声音 这就是一种声音的特殊反射现象 这条胡同的房屋都是强反射的硬质材料 因此声音反射很强 声音损失很少 由于多次的反射使音色结构产生某些畸变 所以西边拍手 东边就变成了鸡叫 六 多普勒效应 人耳听到声音的频率应和声源振动频率相一致 但有时 人耳听到声音的频率不等于声源振动的频率 此时 人耳听到的声音与声源发出的声音音高不同 这是1843年多普勒发现的一种声音传播现象 返回 多普勒的发现 他发现音高在声源和观察者本身位置有变动时产生表面变化现象 如果声源移近观察者或者观察者移近声源 使二者距离相近 这时人听到的声音比实际声源发出的声音频率升高 相反 声源与观察者二者距离增大时 则表面音高低于实际音源的音高 例如 当你乘火车时 从对面迎面开来另一列火车 当两火车错车时 你会感到火车鸣笛声由低逐渐变高 当火车远离时 你又会感到火车鸣笛声由高变低 其实 火车鸣笛的声音是固定不变的 人们之所以感到它的声音频率在改变是因为人耳与音源之间的距离发生了变化所造成的 多普勒效应的数学公式 f f0 v p v其中 f 表面频率 人耳听到的声音频率 f0 实际声音频率v 声速340米 秒p 声源与观察者之间移动的速度符号 表示声源与观察者移近符号 表示声源与观察者远离 返