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即使在实验室工作中,测量精度为±1.1分贝基本上是足够的(由1类声级计提供)。
比准确度更重要的是遵守标准测量程序,包括通过与标准测量麦克风的比较来频繁地校准声级计。
尽管响度具有复杂性,而且会根据声源和用户的不同而产生变化,但科学家通过精心选择声音,然后对大量被测者的反应进行调查,大致确定了响度与声压级之间的关系,并在此基础上定义了单位,也就是方(Phon)。
方被定义为与1千赫单音的声压级具有相同的值,因此声压级为10分贝的1千赫音调的响度级别为10方。
但是一个和10方相同响度的50赫兹声音,其声压级是73分贝,因为我们的耳朵对50赫兹的敏感程度远低于1千赫的声音,一个50赫兹的声音需要比一个1千赫的声音高63分贝才能听起来同样响。
响度只是众多心理声学测量的指标之一,也被称为声音质量参数(此处“质量”
指的是“性质”
而不是“好坏”
)。
响度是目前最常用和发展最好的指标,其他的指标还包括锐度(单位是acums)、粗糙度(单位是aspers)、起伏度(单位是vacils)和柴油度(diesel)(柴油度没有单位,不同的汽车只是根据人们认为它们的声音有多“柴油”
而进行主观排序的)。
从最后一个名字能看出,这些指标主要是由汽车行业开发的,其目的是使门的咣当声、发动机的声音,甚至指示器的声音听起来更有力、男性化、可靠等。
原则上讲,如果电子产品和噪声源都能用这些参数来描述的话,对用户是非常有用的。
声音质量这个话题是心理声学学科的一部分,即研究声音的心理效应,它本身可以被认为是现在所说的声音研究的一个组成部分。
声音研究涉及各种声音在历史和不同文化中是如何产生和消耗的。
关于这类主题的研究工作自20世纪40年代以来一直在进行,而自20世纪90年代初开始,这类研究的数量也在大大增加。
驻波
在声学史上,实现声音的可视是人们不断尝试的目标。
在18世纪80年代,恩斯特·克拉德尼(Eri)研究了金属板被小提琴的琴弓划过发声时振动的方式。
撒在板上的细粉会偏离振动强烈的区域,并聚集在静止的区域。
因强烈振动而没有粉末的区域对应于波腹(如图1中的波峰或波谷),而静止且有粉末的区域是节点,即没有压力变化的点(图1中的曲线与轴线相交的地方)。
克拉德尼之所以能够以这种方式“看到”
声波,仅仅是因为声波没有在空间中前进。
它们是静止的,或者是“停驻的”
声波,即驻波。
对于驻波,图1只表示波的压力随位置的变化,而不是特定点的压力随时间的变化方式(驻波中任何一点基于时间的压力示意图都是一条水平线)。
这种原理在下面的例子中会展示地更清楚。
假设有一根长12厘米的管子,一端开口,一端封闭。
如果有人从开口端吹气,管内就会形成驻波。
在这类波中,由于空气与闭合端管壁有摩擦,那里的空气无法移动,所以这一点是波节点。
最简单的一种驻波是这样的:空气分子离闭合端越远,运动幅度越大,在开口端幅度达到最大(这一点称为波腹)。
在这种驻波中,波长的14与管长相等,所以它的波长为4×12=48厘米。
如果你吹得足够用力,管中就会形成一系列其他形式的驻波,每个驻波都有节点和波腹分别出现在管的两端,如图10所示。
这些其他波的波长是第一种驻波的简单倍数,这样的一组波被称为谐波。
图10 一端开口管中的驻波
与上述的管子类似,在任意充满**的腔或任何坚硬的物体里,都存在非常容易被激发的特定波长的声音。
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