书城科普读物探索未知-音乐中的物理
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第16章 音乐的物理量

归根结蒂,音乐是一种声音,而声音又是一种在介质中传播的机械波。而波,即传播的振动,有四个要素:振动频率或周期,振动的振幅或强度,振动延续的时间即时值,以及波的位相。因此,表示音乐的物理量从根本上也只能是这些了。

具体说来,我们在音乐中习惯用周期的倒数频率而不用周期,习惯用与振幅的平方成比例的声强而不用振幅,时间则用时值这个词。至于声波的相位问题,历史上曾经有个声学中的“欧姆定律”,认为声波的相位是不起作用的。但是,目前的实践和理论表明,声波的位相问题是现实存在的。除了以上这几个原始的物理量以外,我们还常用声谱来表示音乐声。“谱”本来就是某个事物按某种程序排列起来的意思。如年谱就是把一个人的活动按时间年代排列起来,棋谱就是把下棋的走步列位按时间先后排列起来。于是,我们把表示声音的物理量排列起来,就有以下一些常用的声谱:音乐的波形是声振幅按时间先后的排列。波形不同,声音就不同,我们常常用制造不同波形来改变声音。

由声级记录仪记录下来的声级图,是表示声波强度的声压级随时间的变化。

声压(或声压级)或声功率或声强按频率的分布就是频谱。频谱有分列谱和连续谱。频谱图上的包络线的极大值就是共振峰。迄今为止,频谱仍是研究声音的主要手段之一。

可以把声音强弱即声压或声强,频率和时间同时显示出来,叫作三维语声图。这张平面图上的纵轴是频率,横轴是时间而深浅则表示强度,这种三维声图叫“语声图”,是因为它首先是在研究语言声学时用的。