响度 计量声音的单位

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响度 计量声音的单位

我们都知道,在国际单位制中,物体的质量是用“千克”来计量的,力的大小是用“牛”来计量的,那么声音的计量单位是什么呢?在这一节中,我们就来共同了解一下声音的计量单位,看看响度究竟是怎么回事。


    声音的强弱叫作响度。响度也就是声音响亮的程度,是感觉判断的声音强弱,根据它可以将声音排成由轻到响的序列。

    响度的大小与声音的振幅有关,但决定因素在于声强。

     声传播时也伴随着能量的传播,单位时间内通过的垂直于声波传播方向的单位面积的能量叫做声强,它的单位定义为瓦/米2。响度由气压迅速变化的振幅大小决 定,但人耳对强度的主观感觉与客观的实际强度其实是不一致的。比如,对于50赫兹的声音,其声强为5×10-6瓦/米2就能够听到,可是对于2000赫兹 的声音,需2×10-12瓦/米2才能听到,虽然它们的声强差2.5×106倍,但这两个声音的响度听起来感觉基本相同。因此对于同一频率的声音,响度与 声强并不是呈线性关系:响度增大为2倍,声强需增大到10倍;响度增大为3倍,声强却需要增大到100倍。

    人们把对于强弱的主观感觉 称为响度,这是根据1000Hz的声音在不同强度下的声压比值,取其常用对数值的十分之一而定的,其计量单位为分贝(dB)。取对数值的原因是强度与响度 的增加是真数与对数的关系,而不是我们通常所理解的正比关系。比如说,声音强度大到十倍时,听起来才响了一级(10dB);强度大到百倍时,听起来才响了 两级(20dB)。对于1000Hz的声音信号,人耳可以感觉到的最低声压是2×10-5pa,把这一声压级定为0dB,人耳听觉的动态范围为 0~130dB,当声压超过130dB时人耳将无法忍受。

    人对强度相等、频率不同的声音感觉是不同的;声压级越低,人的听觉频率范围 越小;声压级越高,人的听觉频率特性越平直。不论声压高低,人耳对3kHz~5kHz频率的声音是最为敏感的。人耳的听觉频率为20Hz~20kHz,这 个频带叫音频或声频。因此,频率f<16~20Hz以及f>18~20kHz的声音,不论声级多高,人的耳朵都是听不到的。大多数人对信号声级突变3dB 以下时是感觉不出来的,所以对音响系统常以3dB作为允许的频率响应曲线变化范围。

    人耳对声音的感觉,不单单和声压有关,而且还和频 率有关。比如说,同是百分贝声压级噪声的空压机与电锯,电锯声听起来要响得多。这是因为,声压级相同,频率不同的声音,听起来响亮程度也不同。按人耳对声 音的感觉特性,依据声压和频率定出人对声音的主观音响感觉量,称为响度级,单位为方。

    说起响度,自然就会想到声音,鸟鸣对于人类来说 无疑是最悦耳的声音之一。有这样一个有意思的现象,鸟类中有些鸟除了有自己特定的鸣声外,还喜欢学其他鸟的鸣啭,科学家们把这种现象称做效鸣。小嘲鸫就是 这些喜欢效鸣的鸟类的佼佼者,英国人甚至把它叫做mockingbird,即为模仿鸟。它非常善于把其他鸟的鸣叫加到自己的鸣啭中,甚至可以达到以假乱真 的地步。椋鸟是自然界中较为出色的效鸣能手,它们有时还能模仿小嘲鸫的声音。一只椋鸟学会了足球裁判的哨声,而另一只椋鸟竟然在第二次世界大战中学会了德 国V-1火箭飞行时的呼啸声。鹩哥也是椋鸟的一种,令人不可思议的是,它甚至还会模仿人类语言,唱京剧《苏三起解》。鹦鹉学舌更是古已有之,《红楼梦》中 就曾描述过鹦鹉学林黛玉吟《葬花词》。为什么这些鸟类喜欢效鸣呢?这对我们来说是难以理解的,但现在大家普遍认为,效鸣是这些鸟类为丰富它们的鸣啭所能采 取的最有力最简单的方法。那么,为什么鸟类要千方百计地使它们的鸣啭复杂化呢?这个问题至今仍没有合理的解释,需要科学家们进一步的探索和发现。

    声音均衡器

     均衡器是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备,通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷,补偿和修饰各种声源及起到 一些特殊作用。一般调音台上的均衡器仅能对低频、中频、高频三段频率电信号分别进行调节。均衡器可分为三类:图示均衡器(亦称图表均衡器)、参量均衡器 (亦称参数均衡器)和房间均衡器。

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