音乐声学基础知识

1、音乐声学根底学问音乐是一种艺术形式，一切艺术都包括两个方面，一是艺术表现，一是艺术感知，包括人的歌喉所发出的声音来表现，依靠的第一个问题音乐声学。1、声音的产生与主客观参量的对应关系关于声音的产生，国外有一个古老的命题：森林里倒了一棵大树，但没有而接收系统则属于主观世界，声音的产生正是主观世界对客观世界的反映。但假设只有声源和接收系统，是否就能接到声音呢，并不是这样。假设没何声音的存在都离不开这三个根本条件：1声源；2媒介；3接收器。先来看看产生声音的客观方面声源都有哪些特征。称鼓励器；其源来供给。人们常用“频率”frequecy，振动次数/1来描述一个声源振动的速度。频率的单位叫“赫兹”Hz

2、，是以德国物理学家赫兹H.R.Hertz的名字命即振动速度慢时，声音听起来低，反之则高。人耳对振动频率的感受有肯定限度，试验证明：常人可感受的频率范围在2020，000Hz之间。超出此范围的乐音，其音高已不能被人耳清楚判别，因而很少用到。语100Hz8，000Hz125小提琴弱奏管弦乐队的强奏之间。音乐声学中称声音强度的变化范围为“动态范的音高和音强的范围。表为日常生活中几种典型音响的强度分贝。1打桩工地 城市街道80dB汽车内70dB 办公室起居室40dB卧房30dB录音棚20dB落叶声10dBOdB大多数物体在振动时，除了存在整体振动外，还伴随有不同部位的局部振动。一般把物体作整体运动时产

3、生的声音叫做“基音”Foundamentaltone，局”Harmonics。基音能量一般最强，因而往往打算一个乐音的主观音高。声音可依据其所包含泛音的状况而分为“纯音”和“复合音”。所谓“纯音”Puretone，是指声音中只含有基音振动成份，例如我们常用的音叉所发出一般状况下，全部乐器包括人声发出的音都是复合音。假设泛音的频率与基音成倍数关系，这个复合音听起来就比较圆润，否则就比较粗糙。依据习惯分类方法，将前者称为“乐音”，后者称“噪音”。大多数管弦乐器发出的声音都属乐音范畴。不同种类的乐器，其音响效果各不一样，我们把能代表某种声音特征的因Tone colorTimbre。打算一件乐器音色的

4、重要因素是声音的“频谱”。“频谱”Spectrum是指声音中所含泛音的数量以及各个泛音在强度上的相对关系。声音的频谱可以用特地的分析仪器显示出来。图 2 是钢琴与单簧管的频却不一样，由此便导致音色上的差异。尤其是包络的起始俗称“音头”和完毕俗称“音尾”两个局部最重要，这个过程尽管格外短暂，而且几乎都是噪音成份，但对乐器的音色起着重要作用。有人曾做过试验，把一个小提琴音响中的起始瞬态过程去掉，其结果听起来很象管风琴的音响。很多电子乐器在仿照自然乐器声响时，由于只留意对频谱的仿照，但无视了声音的起始瞬态过程这个问题，因而听起来总是不自然。这一点在弦乐器上尤其明显。率、声强、频谱和波形包络。及与声源

5、都有哪些对应关系。310004000Hzbb左右的声波产同见解。上个世纪的有名德国科学家黑尔姆霍兹 H.vonHelmholtz认为这些纤毛的频率赫兹数2Hz，对于这些纤毛的作用还有待进一步的验证。“高了一个八度”的印象。可是在高音区1000Hz和低音区150H， 会觉察，两个音已不是严格的倍数关系，而是比一倍稍多一点。在音量的感觉上也有相像的状况：在大型管弦乐队以 ff 力度全奏之后，接着一个木管乐器以 ff 力度独奏，二者的声压比可到达 1001，我们人耳却感觉不到那么大觉的变化：早在 1935 年，美国科学家司蒂文斯Stevens通过试验指出：在不转变4090dB200的音高变化。其变化

6、规律是：随着强度的增加，听到低频音会变得更低，高频音只有微小变化。人们有时称此为“司蒂文斯4Terhardt197915得结果。仪器测试也证明白这一点。但我们人耳却照旧能感觉到音乐“拒之门外”，今日再先进的仪器也无法做到这一点。人耳对音色的区分力量也有很多奥秒之处，其中较为突出的是“模糊识别”功 有很大变化，但人们仍旧能够凭借音色特征识别出这个人的声音。满，其实这反而背离了科学争辩的真谛。音阶、律制与音准感音乐声学留意从数理角度争辩音阶和律制问题，而不去探讨其起源和进展史。目前我国音乐中最常用的音阶是大、小调音阶和我国的三种传统音阶，即音阶、古音阶和清商音阶又称燕乐音阶。关于这些音阶的历史形成

7、以及它们之间在音程方面的在此不赘言。这里主要介绍的是与律学争辩的听觉心理及音准感方面的最争辩成 果。古今中外的律学争辩都在关心这样一个问题：如何找到最符合人类音准要求的律 制，尽管有上下数千年的探究，但直到今日，什么是“最抱负”、“最和谐”、“最各种律制的数学表达方式早已被我们的先人阐述清楚；从实践角度来讲，全世界的音起着什么作用？各种各样的律制理论又是如何与实践相联系的？音乐生活中推断音准的尺度，可简称为音准感。19881989有关试验的具体状况已发表在中国音乐学 19923：250的音高差异。后天的听觉指向性的训练对人耳的音差区分力量有肯定影响。+10差是10多数音乐家的和声性音准感具有-

8、38+14在各音乐专业中，指挥家的音准宽容度相对较小。在上述这些感知中还包括了和声性音准感，这实际上把音乐声学的层面上升了一 音乐中更深的美，却是一种自然规律。早期反射声在直达声以后到达的对房间的音质起到有利作用的全部反射声，称为早期反射声。时间范围一般取直达声以后 50ms，也有人认为可取到 95ms。早期反射声能与混响声能之比称为明晰度。 明晰度高，语言清楚度也高，如明晰度到达 50%，音节清楚度就可达 90%以上。对听音乐来说，状况简单得多，不仅要考虑早期反果。声聚焦指凹面对声波形成集中反射，使反射声聚焦与某个区域，造成声音在该区域域听音条件变差，扩大了声场不均匀度，严峻影响听众的听音条

9、件。 室内声源发声，声波遇到墙壁、天花板、地板均会产生反射，声反射遵从反射定律 ,入射声波遇到反射体是凹形外表，反射声则会集中在一起，形成声聚焦，这与光聚焦类似。声聚焦现象使声场分布不均匀 .基音Fundamental tone一般的声音都是由发音体发出的一系列频率、振幅各不一样的振动复合而成的。这些振动中有一个频率最低的振动，由它发出的音就是基音，其余为泛音。也就是发音体整段振动。基音打算了音高。泛音泛音 Harmonics 除了发音体整体振动产生的最低的音是基音，以基音为1/21/3、1/4特定的音色，并能使人明确地感到基音的响度。乐器和自然界里全部的音都有泛的一声， 其中的“叮”音是基音

10、，而“.”就是泛音。泛音的原理是这样的：手指虚按在琴弦上 (仅仅接触琴弦但不用力 )，琴弦的振动将受到限制，只有以此触点为节点的振动才被保存下来。假设触点在琴弦的 2 倍，假设触点在琴弦的 1/32/3那么泛音频率就是琴弦基频的 3靠近弦枕)的触点比较简洁演奏，后面 (靠近琴马)的触点位置比实音略偏向琴马常用的泛音不超过第四泛音，第六泛音以上就几乎发不出声音了。也称响度之一。表示人的听觉区分一个声音的调子凹凸的程度音调随频率的升降而升降；对肯定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。琴的四根弦中，最细的弦，音调最高；最粗的弦音调最低。在键盘乐器中，靠左边的

11、音调低，靠右边的音调高。高的变化打算了声调的性质。音调对肯定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。音调的凹凸还与发声体的构造有关，由于发声体的构造影响了声音的频率。 赫以下的低频纯音的音调随强度的增加而下降， 3000 赫以上高频纯音的音调随强度的增加而上升。对音调可以进展定量的推断。音调的单位称为美 (mel)1000压级为 40 分贝的纯音的音调作标准，称为 1000 美，另一些纯音，听起来调子高一倍的称为 2022 美，调子低一倍的称为 500 美，依此类推，可建立起整个可听频率内的音调标度。音调还与声音持续的时间长短有关。格外短促 (毫秒量级或更

12、短 )的纯音，只能听到像打击或弹指那样的“喀嚓”一响，感觉不出音调。持续时间从10 毫秒增加到50 毫秒，听起来觉得音调是由低到高连续变化的。超过50 毫秒，音调就稳定不变了。乐音(复音)的音调更简单些，一般可认为主要由基音的频率来打算。音色音色musical quality 指声音的感觉特性。音调的凹凸打算于发声体振动的频率，响度的大小打算于发声体振动的振幅 ,但不同的发声体由于材料、构造不同，发出声音的音色也就不同，这样我们就可以通过音色的不同去区分不同的发声体。下，也能区分出是不同乐器或人发出的。同样的音量和音调上不同的音色就好比同样色度和亮度配上不同的色相的感觉一样。体发出的声音，除了

13、一个基音外，还有很多不同频率的泛音伴随，正是这些泛音打算了其不同的音色，使人能区分出是不同的乐器甚至不同的人发出的声音。每一个人即使说一样的话也有不同的音色，因此可以依据其音色区分出是不同的 人。也有复合的振动，各局部振动产生的声音组合成泛音。由于局部小于整体，全部不同的泛音都比基音的频率高，但强度都相当弱，否则则无法调准乐器的音高了。需要把音色和音质区分开来。音质的含义是什么？“音质”这个词，一般笼技术中它包含了三方面的内容： 声音的音高，即音频的强度和幅度；声音的音调，即音频的频率或每秒变化的次数；声音的音色，即音频泛音或谐波成分。谈论某音响的音质好坏，主要是衡量声音的上述三方面是否到达肯

14、定的水准，即相对于某一频率或频段的音高是否具有肯定的强度，并且在要求的频率范围内、同一音量下，各频点的幅度是否均匀、均衡、饱满，频率响应曲线是否平直，声音的音准是否准确，既忠实地呈现了音源频率或成份的原来面目，频率的畸变和相移又符合要求的泛音适中，谐波较丰富，听起来音色就美丽动听。解析间的相对强度打算了特定的音色。音色是音乐中极为吸引人、能直接触动感官的重要表现手段。一般来说，人们区分音色的力量是天生的，音乐的颜色分为人声音色和器乐音色。人声音色高音、中音、低音，并有男女之分；器乐音色中主要分弦乐器和管乐器，各种打击乐器的音色也是各不一样的。概括地说，音色 =纯音+变换+混合方式。合在一起形成

15、的属性。音色的作用是巨大的，可以以下公式阐述：声音=乐音+噪音乐音=源音+节拍源音=音调+响度+音色音色=纯音+变换+混合方式源来说，谐波衰减快，音色就很严峻，声音的融合性和穿透力好，例如人声和弦是双簧管和萨克斯管 )。就共鸣腔来说，共振峰消灭在较低的频率上，音色就圆号同时具有暗淡和光明的音色。同一种音色可能有多种波形。的相位。人的听觉也是如此，对相位没有感觉，所以这两种波形的声音听上去是一样的。是不存在的，谐音只能依靠电子发声器来产生。然而任何一般的音色都由假设干谐音组成，这些谐音的频率都是某个谐音频率的倍数，这个谐音称为基音，也称第一谐音，比它高的谐音依次称为其次谐音、第三谐音，等等。例如，钢琴上的 c1261.6 Hz谐音1 2 34 5 67 * 89 10 11 *12频率261.6523.2784.81046 13081570 1831 2093 2354 2616 2878 3139音高c1 c2g2 c3e3 g3#a3 c4 d4e4 #f4 g4音乐中的音色音色 tone-colour 是指乐器或嗓音的音质。还会评价小提琴家或钢琴家“音色丰富多变”，甜蜜或如洪钟般辉煌等等。这些，都不包括在我们要讲的音色概念中，我们这里要说的音色，在中国的辞典里称作