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[电脑音乐制作相关] 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?

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发表于 2015-1-25 20:04:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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。
    点此查看上一篇《电脑音乐制作流程》点此查看下一篇《声音的三要素》

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音乐小帮家

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发表于 2016-4-29 23:58:16 | 显示全部楼层
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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。
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