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第1章声音的某些特性9见图1-5、图1-6。由于不同频率的声音指向性不同，所以不同频率的声音其等响度覆盖面积也不同。低频率声音指向性不强，向四面八方辐射，声功能损失很大，传播距离不远；中频率声音有一定的指向性，比较容易控中频制；高频率声音指向性很强，覆盖角度窄小，射程远，穿透图15不同频率的声音的指向性力强。人们的聆听环境要求低频、中频、高频声音都有比较均衡的传输特性，所以可以在扬声器和音箱上做一些控制声音指向性的措施。如：250Hz图1-6不同频率声音的覆盖面积纸盆：低音、中音、高音扬声器纸盆，见图1-7。a)图1-7扬声器纸盆的形状音箱：低音箱。抑制板：用来控制低频声音的指向性，见图1-8a。号角型扬声器：将高频声音方向扩散一些，见图1-8b。球顶型扬声器：将高频声音扩散，见图1-8c。低频音箱的抑制板，使低频声音传播受到了限制，域少了音箱背部和两侧无用的声音扩散，使声音得到了有效的利用。通过高频扬声器的高频声音，经过扩散性处理后传播角度得到了扩展，扬声器正面的覆盖面积大，从而使高音的覆盖均匀，使每一个位置的观众都能听到高频率的声音。10音响技术与调音技巧6图1-8不同频率特性的场声器结构a)低音音箱b)号角形高音扬声器c)球顶形高音扬声器1.9声音的共振1.声音的共振声音的振动和传播过程中，有一种很重要的物理现象一一共振，也叫共鸣。当策动力变化的频率跟物体的固有频率一致时，振动的振幅就会特殊地增大到最高峰值，这种现象称为共振。也就是说：当外界的振动频率和物体固有的共振频率相一致时，这个频率的声音就会得到特殊地加强。在生活中存在着许许多多的共振现象。例如：当用暖水瓶接开水的时候，会发现听到的是由低频率渐渐变成为高频率的声音。其实，水流冲击水面的声音频率的频带是很宽的，有低频率的声音，也有高频率的声音成份。这是因为在刚灌水时暖水瓶的空间较大，这时暖水瓶的固有振动频率就低，与水流击水的低频率声音产生共振，低频率的声音得到了加强，所以人耳听到的是低音声；当水快灌满时，暖水瓶的空间小了，它的共振腔小了，这时暖水瓶的共振频率就高了，所以与水流击水的高频率声音产生了共振，这时高频声音得到了加强，人耳听到的声音图19声音的共振腔就变高了，见图1-9。意大利是一个音乐很发达的国家，他们有很多露天音乐堂。由于是露天的，又常在野外，没有天花板和侧壁，所以声音损失很大。为了弥补这一点，他们在建筑上进行了共振处理。在每个座位下面安装一个陶瓷罐子，使得声音在座位下的罐子里得到一个共振，使其声音得到加强，以满足人们的聆听需要。在中国古代的唐朝时期佛教兴盛，建有很多庙宇，庙宇中多设讲经堂。那时，人们往往在讲经案下放置一口大水缸，讲经者讲经时，声音经水缸得到共振，使其声音得到了特殊的加强，显得威严、深沉，有浑厚感和雄壮感，突出了庄严肃穆的气氛。第1章声音的某些特性112.各种乐器的共振小提琴的共鸣箱较小，所以它的共振频率就高一些，为256~1100Hz:大提琴的共鸣箱大一些，所以它的共振频率就低一些，为110~400Hz;贝斯提琴的共鸣箱就更大了，它的共振频率也就更低了，为80~350Hz。萨克斯管一在左右手指全部按下时，管内共振腔容积就大，共振频率就低，发出低音区音域声音；当右手手指逐渐抬起时，萨克斯管的共振腔体相对地缩小了，共振频率也就提高了，发出的声音也进人了萨克斯管的中音区了；当左手手指也逐渐抬起时，萨克斯管的共振腔体更小了，共振频率也就提高了，高音得到了共振，声音也就进人了高音区。次低声能够损伤人体内脏和神经系统，甚至于将人致死。任何物体都有自己本身的固有频率，人体也不例外。与各种乐器一样，人体也有自己的共振频率。人体的固有频率为3~17Hz。物体体积越大，其共振频率就越低。当外界次低声波振动的频率和人体的固有频率相一致时，人体也就跟着产生共振，人体本身（主要是内脏）和大脑承受不了这种振动，当共振增大到一定程度时，人就会出现头晕、恶心、血压失常、脱水和血管破裂等症状，甚至于死亡。人们利用这种共振原理制造了驱蚊器。蚊子很小，所以其共振频率很高，在16~20kHz范围内。人们制造的是一种高频振荡器一一16~20kHz的驱蚊器，可发射出16~20kHz的高频声波。当蚊子飞进驱蚊器高频声波的覆盖面时，蚊子就受不了，飞走了。美国在越南作战期间，美国士兵就曾使用过这种驱蚊器。目前，一些国家正在次低声的定向和大功率方面进行实验。1.10声音的掩蔽作用当不同频率的声音在同一个声场中传递时，各频率之间就会发生掩蔽现象。1.能量大的声音掩盖能量小的声音在交响乐队中，提琴声常常被木管乐器所掩盖；而木管乐器声也常常会被铜管乐器声所掩盖。在民族乐队中，也同样存在着声功能强的乐器声把声功能弱的乐器声给掩盖了，如：二胡声常常被淹没在强声级乐器声中。解决的办法是：1)从乐队编制解决：交响乐队的编制，无论是单管编制还是双管编制，都是科学的、合理的，是经过数十年的演奏经验而得出来的。民族乐队也要模仿交响乐队的编制而进行编制，对弦乐声部、拨弹乐声部、吹管乐声部、打击乐声部等进行统一协调的编制，要求有合理的声部和乐器的分配，调整好各个声部之间、各种乐器之间声功能的平衡，使弱声级乐器的声音不被强声级乐器的声音所淹没。例如：小提琴、二胡等弱声乐器要多一些。2)从音乐结构上解决：序曲（引子）高潮、尾声等各段音乐、和声及配器要合理，保持各声部之间的声功能的平衡。3)从声场音响上解决：要求音响师在以下几个方面进行处理：①对不同音源选择最适合表现这种乐器音色特性的传声器（型号）；②选择拾取音源的最佳距离、高度、角度；③在调音台上进行音频信号电平的处理：通过调整各传声器之间（如各声音间的传声12音响技术与调音技巧器、各个乐器使用的传声器的电平增益，使各声部之间的声功能保持一定的平衡，从而完整地、圆满地把音乐的音响艺术传达给人们。综上所述，音响师要有一定的调整处理各声部和各种乐器声音的能力，要作为一个优秀的音响师，应具备一定的音乐素养。2,中频声音掩盖高频和低频声音在同一个声场中，如果同时存在着低频声音、中频声音和高频声音，那么，在这三种声音的传递过程中，就会产生掩盖作用，中频声音会将低频声音和高频声音掩盖。这是因为在声音强度相同的情况下，人耳对中频声音听觉比较灵敏，对低频声音和高频声音听觉不够灵敏，所以人耳听到的中频声音强。根据这个原理，在制作音箱时，低频声音的送出功率往往占全频率声音的65%以上。3.高频声音掩盖低频声音当高频声音和低频声音同时在一个声场中进行传递时，高频声音有明显的突出感觉。这是因为高频声音的声波波长较短、穿透力强，比低频声音易于传到人耳。低频声音有绕射特性、散射强、功能损失大；高频声音指向性强、穿透力很强、声音射程远，对人耳刺激感受明显。例如：唢呐、板胡、京胡、笛子等高音乐器容易掩盖贝司提琴、大提琴、巴松、大号、低胡、低音鼓等低音乐器。低频声音按球面向四面八方发散时，声功能损耗与距离的二次方成反比关系。高频率声音按圆锥体向单方向进行辐射，声功能损耗很小，所以高频声音不需要太大的功率。1.11消声室消声室是一种双层的建筑结构，要求内部房间脱离大地，采用强吸声材料（如泡沫塑料)制成狼牙棒形或钟乳石形状，造成一个人工的模拟宇宙空间。在消声室里发出的声音是一去不复返的，见图1-10。泡沫塑料（玻璃纤维）铁链悬挂大地图1-10消声室的结构消声室是进行声学研究和声学实验的场所，同时也是进行声学教学的场所。消声室可以准确无误地测试电声单元的技术参数，也可以测量扬声器不同频率声音的覆盖面积。根据声场测量的不同位置的声级强度不同，可以绘制覆盖面图形（可测量不同频率声音的不同位置的不同声级)。还可以绘制频率响度曲线的具体数据。在测量电声元件（如扬声器）