——音和噪声、基频和谐波,音乐声的组成 人们通过把机械波按其频率——每秒钟振动的次数,而分为次声、可听声、超声以及特超声等。
一般的分法是,振动频率在20赫兹以下,即每秒钟振动20次以下的叫作“次声”。
地震前兆的大地振动,海洋、大气里传播的气流振动,原子弹爆炸或一些机器产生的声波中,都可能有次声波。
有些次声波有很大的能量和破坏力。
振动频率在20至2万(20k)赫兹之间的声波叫作“可听声”,即人耳可以听得到的声音。
当然,对于每个人来说,可听的范围可能不同。
一般说,年轻人可以听到低至20赫兹,但老年人则连50赫兹也听不见了;青年人可以听出高至20k赫兹的声波,但老年人则常对12k赫兹也是聋子,因为听觉随着年龄而老化。
振动频率在20k赫兹以上的叫超声。
在可听声里,人的歌唱声大概从60赫兹(男低音)到2500赫兹(女高音)。
钢琴的最低音是27。
5赫兹,最高音是4086赫兹。
除了特大的管风琴以外,几乎所有的传统乐器的发声频率都在此之间,当然,电子合成器则另当别论了。
在可听声里,又分为乐音和噪声。
凡是其振动波形是周期性、在频谱上是分列、听起来有一定音调的,就叫作“乐音”。
反之,凡是其振动的波形不呈周期性,在频谱上是连续的,听起来没有一定音调的,则叫作“噪声”。
每一个乐音,即周期性的振动都可以分解为许多不同频率、不同相位、不同振幅的简谐振动的叠加,这叫作“富氏分析”。
简单的简谐振动即正弦振动或余弦振动的传播产生的声波叫作“纯音”。
实际的乐音如歌唱声、乐器声等都不是简单的纯音,而是许多纯音的叠加。
在这些简谐振动中频率最低的叫作“基频”,频率是基频的整数倍的叫作“谐波”,频率不是基频整数倍的高频振动叫作“分音”。
基频、谐波、分音组成了实际的乐音。
基频的能量往往是最大的,但也不是绝对的。
我们所听到的音乐中,除了乐音以外,还包括一些在物理上是噪声的声音,如锣、鼓、沙锤、木鱼、梆子等没有固定音调的打击乐器,海涛、流水、风声等效果声等,这也是音乐声的一部分。
我们做过实验,把一个乐音中20k至50k赫兹的高次谐波“切掉”,与没有被“切掉”的相比,二者听起来是有明显差别的。
这说明这部分高次谐波对音色的改变是有作用的。
因此,也应纳入音乐声。
这样,我们的结论是,从物理上讲,音乐声应由三部分组成,即:乐音、在音乐中使用的噪声、以及对音色有影响的在谐波中存在的一部分超声。
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