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1、音调与响度摘要:音调、响度和音色是描述声音品质的三个要素,其中音调和响度这两个概念容易混淆,在实际教学中也发现,初学物理的学生很难正确区分音调和响度,不知道什么样的情形是指音调或其高低,什么样的情形是指响度或其大小。关键词:音调;响度;区别音调、响度和音色是描述声音品质的三个要素,其中音调和响度这两个概念容易混淆,在实际教学中也发现,初学物理的学生很难正确区分音调和响度,不知道什么样的情形是指音调或其高低,什么样的情形是指响度或其大小。下面就来具体谈谈音调和响度的区别,并举例说明。音调是指声音的高低,它与物体振动频率有关(物体在1秒内振动的次数叫频率):物体振动快,频率大,音调高;振动慢,频率
2、小,音调低。如:女同学讲话声音“尖细,是因女同学讲话时声带振动快,频率大,所以是指音调高。响度是指人耳感觉到的声音的大小,它与物体振动幅度有关(物体在振动时偏离原来位置的最大距离叫振幅):物体振动幅度大,响度大;振动幅度小,响度小。响度还与距离声源远近有关:声音向外传播,越远越分散,越远响度就越小。如I:看电视时调节音量大小的按钮就是调节电视机的响度的,音量调节大些时,电视机响度变大,用手摸一摸其喇叭,可感觉到它振动幅度变大了;而此时并不能改变其音调。同时,距离电视机远些听到的声音小些,也即响度小些。另外,音调高低是用频率大小为多少赫兹来表示的,发声体一秒钟振动一次则频率为1赫兹。人耳能感觉到
3、的声音音调高低为频率是20赫兹至20000赫兹之间,低于20赫兹的次声和富于20000赫兹的超声人耳都听不到;响度大小用分贝数来表示,1分贝大约是人耳刚刚能感觉到的声音响度大小。适宜的声音响度环境不应超过45分贝,不应低于15分贝。举一个实验的例子,进一步区分音调与响度。拿一把钢尺,把它压在课桌上,让其一部分露出桌面。拨动露出桌面的部分,它就会因振动而发出声音。改变它露出桌面部分的长度,在保持同样振动幅度的条件下去拨动它。可以发现露出桌面部分越短,它振动的越快,频率越大,听到的声音音调也越高。反之,露出桌面部分越长,它振动的越慢,频率越小,声音音调就越低。若保持它露出桌面部分的长度不变,用大小
4、不同的力拨动,可以发现,用力大时它振动的幅度就大,听到的声音响度也大;用力小时,振动幅度小,声音响度也小。因此,音调和响度是两个不同的并无联系的概念,音调高低并不能影响响度的大小,响度大小也不能影响音调的高低,音调高并不代表响度一定大,响度大也并不代表音调一定局。下面举几个例子,具体分析音调和响度的不同。例1:据研究,老虎低沉的吼声能传到几公里远处。它吼声低沉指的是声音的什么品质?为什么能传那么远?分析:老虎吼声低沉指的是其声音音调低。之所以能传几公里远,是因为响度大,能传的远。例2:某联欢会上,男低音放声歌唱时由女高音轻声伴唱。关于两人声音的描述,下列说法正确的是OA.男低音比女高音音调低,
5、响度大。C.男低音比女高音音调高,响度大。B.男低音比女高音音调低,响度小。D.男低音比女高音音调高,响度小。分析:音调是指声音的高低,响度是指声音的大小。放声歌唱是指声音的响度比较大,轻声伴唱是指声音的响度比较小,即男低音的响度比女高音的大。音调是由声源的振动频率决定的,频率越大音调越高。男低音和女高音相比,男低音频率小,音调低。因此选A.例3:在实验室里声音的三个品质都可以在示波器上反映出来。假设示波器的观察条件不变(各种调节旋钮不动),音调可以从示波器屏幕上完整波形的个数上反映出来,完整波形个数多则音调高;响度就是波形的幅度大小,波形幅度大则响度大;音色就是波形的形状,波形形状规则则为乐音,形状杂乱无章则为噪声。下图就是示波器上反映出来的同一次实验中的三个声音波形。试比较它们的音调高低和响度大小。丙分析:甲、乙两图相比较,它们的波形幅度大小相同,但乙图波形个数多于甲图,所以甲、乙两声音响度大小相同,但乙的音调高于甲。乙、丙两图相比较,它们的波形个数相同,但丙的波形幅度小于乙的,所以乙、丙两声音音调高低相同,但丙的响度小于乙的。同样可得出甲的响度大于丙的响度,甲的音调低于丙的音调。同时,由图中三个声音波形的形状来看,它们的音色都属于乐音这一类型。原文刊载于中学物理(初中版)2015年3月刊。有改动。