电脑音乐制作扫盲篇-第一章：揭开“声音”的秘密-第一节：声音是什么？

王晓波

楼主 王晓波说：
    本文作者：王晓波，出处：视障者音乐制作交流基地（szzyyzz.com）。做人要厚道，转载请注明作者与出处，谢谢！
    上次我们说了，电脑音乐制作的本质是对声音的处理，那么我们下面就来揭开“声音”的秘密。亲们可要仔细点哈，本节内容超级重要，其重要程度可与“探月工程”相媲美！！不学不行！！！！
    我们首先要搞明白“声音”是个神马东西？
    声音（sound）是由物体振动产生的声波（Sound Wave或Acoustic Wave）。是通过介质传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动（震动）的物体叫声源。声音以波的形式振动（震动）传播。声音是声波通过任何物质传播形成的运动。
    老王连忙问：“晓波，这段话太抽象了，那么我们该怎样来理解这段话呢?”老王你别着急吗，我下面就来具体分析一下。
    首先，必需先有物体振动产生声波，也就是说，声音是物体振动产生的。比如晓波现在敲打面前的讲台桌面，桌面振动发出声音；又如老王拨动你那把破吉他的琴弦，琴弦震动发出声音。简单的说，声音的本质就是物体受到作用力后而产生的机械振动。这个正在振动发声的物体就是“声源”。声源可以是各式各样的东东——正在演奏的吉他、正在演奏的钢琴、晓波正在说话的声带、农田里正在耕地的拖拉机、工地上正在切割砖头的切割机、……
    仅仅只有声源还是不行滴，还需要有介质来传播这个由物体振动发出的声音。
    初中物理教科书里有这样一个试验——把一个闹钟放在一个玻璃罐子里，抽掉罐子里的空气，无论那个闹钟怎么振动，都是没有声音的。因为声音是要靠弹性介质来传递的。空气、水、冰、钢管等物质都可以是传递声音的弹性介质，也就是说，介质包括气体、液体与固体。因为我们的主题是电脑音乐制作，所以后面我们只是着重聊声音在空气介质中传播的内容。
    既然声音是要靠介质才能传播，那么他究竟是怎么靠介质传播呢?
    声音是一种压力波。当演奏乐器、拍打一扇门或者敲击桌面时，他们的振动会引起介质——空气分子有节奏的振动，使周围的空气产生疏密变化，形成疏密相间的纵波，这就产生了声波，这种现象会一直延续到振动消失为止。在真空中，因为没有任何弹性介质，所以声音就不能传播。
    声波是一种机械波，声波传播的空间就称为声场。在气体和液体介质中传播时是一种纵波，但在固体介质中传播时可能混有横波。为什么呢?原因是气体及相当多的液体（合称流体）不能承受切力，因此声波在流体中传播时不可能为横波；但固体不仅可承受压（张）应力，也可以承受切应力，因此在固体中可以同时有纵波及横波。
    既然声音是一种波，那么就牵扯到传播的速度。声音在不同介质中传播速度一般是固体大于液体大于气体。有“一般”，当然就有例外了——比如声波在软木中的传播速度大约是500m/s，就小于声波在25摄氏度下的煤油、蒸馏水等液体中的传播速度。
    小妹好奇的问：“那声波的传播速度根哪些因素有关呢?”不错，小妹真是个善于发现问题的好学生，老王，你看看别人小妹问的问题多有深度，再看看你都问了些神马?
    首先，声音的传播速度跟介质的反抗平衡力有关。反抗平衡力就是，当物质的某个分子偏离其平衡位置时，其周围的分子就要把它挤回到平衡位置上。而反抗平衡力越大，声音就传播的越快。水的反抗平衡力要比空气的大，而铁的反抗平衡力又比水的大。
    其次，声音的传播速度也与温度和阻力有关。比如声音在空气中的传播速度就是随着温度的变化而变化的——温度每上升或下降5摄氏度，声音的传播速度就上升或下降3m/s。
    另外，声音在空气中的传播速度还与压强有关。在标准大气压下，15摄氏度时，生硬在空气中的传播速度是340m/s。
    老王扯着嗓子嚷道：“晓波，你这是不是跑题了呢?我们不是在上物理课，我们是在聊电脑音乐制作！”哼，老王，你嚷神马嚷?电脑制作出来的音乐是用来干什么的呀?还不是用来听的，对吧！而我们听音乐的环境中离得开空气等这些七七八八的物体吗?
    声音没有质量，也就是没有重量。声音不是物体，只是一个名称。声音是一种机械纵波，波是能量的传递形式，它有能量，所以能产生效果。但是它不同于光(电磁波)——光有质量、能量、动量；声音在物理上只有压力，没有质量。
    请亲们一定要牢记，声波不是冲击波，声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进！
    声波可以理解为介质偏离平衡态的小扰动的传播。这个传播过程只是能量的传递过程，而不发生质量的传递。如果扰动量比较小，则声波的传递满足经典的波动方程，是线性波。如果扰动很大，则不满足线性的声波方程，会出现波的色散，和激波的产生。
    声波用图形来表示的时候，波形中的0线位置表示空气压力和外界大气压相同；当曲线上升时，表示空气压力加强；曲线下降时，表明空气压力下降。声音的波形实际上等同于空气压力变化的波形。声音就是这样在高低气压产生的波形中进行传播的。
    另外，即使没有其他声源体的作用，空气粒子总是在做无规则的震荡，或者说它们总是在骚动，它们激发起微弱的“噪声”。绝对静寂的大气空间是不存在的。
    上面说了那么多，有声源、介质，但还需要最后一个环节——就是耳朵来接受这个声波。
    空气粒子振动的方式跟声源体振动的方式一致，当声波到达人的耳鼓的时候就引起耳鼓同样方式的振动。驱动耳鼓振动的能量来自声源体，它就是普通的机械能。不同的声音就是不同的振动方式，它们能够起区别不同信息的作用。人耳能够分辨风声、雨声和不同人的声音，也能分辨各种言语声，它们都是来自声源体的不同信息波。
    我们的耳朵接受声波的震动，耳膜会同时产生相应的震动，耳膜的震动会转化为一种生物电信号，进入大脑皮层，大脑皮层通过分析，告诉我们听到的是什么声音。耳朵听到声音的这个过程，是耳朵把声音转换成电信号的过程——声电转换。关于什么是“声电转换”，我们后面聊到话筒的相关章节的时候再慢慢聊。
    好了，我们再来总结一下声音在空气中传播的过程：声源震动，会带动周围的空气随之震动，震动通过空气分子波浪式的进行传播，当震动波传进人的耳朵，使人耳中的鼓膜振动，触动听觉神经，人就感觉到了声音。
    我们身边的声音类型实在是太多了，各种各样的声音都截然不同。钢琴的声音和大鼓的声音截然不同，风铃的声音和打铁的声音截然不同，……。其实都是振动，但只因为它们振动得不一样，所以就产生了不一样的声音。那么究竟神马不一样呢？且听晓波下回详解。
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zxljynszbd

沙发 zxljynszbd说：回楼主王晓波
终于把这二十个帖子整理成一个文档了。