人耳的最敏感地带在哪?什么是声音三要素?

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和身体的敏感部位不一样,其实许多发烧友并不了解自己耳朵的最敏感的频率区域在哪里。

下文会告诉你,还会告诉你一个生物学家才能告诉你的冷知识,为什么是这个范围。

这对购买音箱的选择,有何作用?

第一个答案在下图。

此图是三个时期的科学家调查统计的人耳等响曲线,

蓝色是2003最新的结果。

所谓等响,也就是说,每条线的音量是一样的,但人耳对不同频率的敏感性确实不同的,如图,在2000-5000hz的最低谷的是最敏感的区域,3500-4000hz是最敏感的频率区域。

也就是说,在这个区域,绝对不可以有音箱的分配点,因为很容易人耳很容易听出两只单元衔接造成“不完美”的连贯性。

但问题来了,为什么生活和音乐中的乐器频率大都是几百到2千赫兹,为什么人耳却对2000-5000赫兹最敏感呢?是不是老天和我们开了个玩笑?

 

当然不是的。

这里牵涉到一个重要的声学知识,声音的三要素之一。

以听觉心理上的性质而言,即音的大小(Loudness),音高 (Pitch)与音色(Timbre)。

今天牵涉的主题是,音色

人的耳朵是非常灵敏的,人耳听到声音时,立即可以辨别是那种声音。

是人声?乐器声,汽车还是狗叫声。还可以辨别人声是男生或女生,是张三或李四。

为什么呢?依据就是音色!      

我们知道在大自然界中是没有正弦波的纯音声波的,在大自然中物体所发出的声音皆为复杂的波形。各有各自,这种复杂的波形除了基本频率的波形之外。还会有一系列的谐振频率,也就是所谓的「 泛音 」(Harmonic)

它与主音调有一定的「倍音」关系,例如某物体振动之基本频率为240 Hz。也会发生480 Hz(二次谐波)、720Hz(三次谐波)…等频率。如上图右上方。

每一个物体的倍音组成成份都不相同,这种不同物体发生不同的倍音成份就是音色(Timbre).       
乐器的基音音频范围约在20Hz~4000Hz之间,那麽音频既然只能到4000Hz。那麽音响系统的频率响应为何需到20KHz才够?那也是因为上述的频率都是乐器的基音,而乐器的声音除了基音之外,也有一系列的的泛音存在。

例如钢琴的基音最高为4186 Hz,但是泛音却可以高达16,000 Hz 。

而且每一种乐器的泛音组成的成分和比例也都不一样。

所以每一样乐器的声音也都不一样,这就是乐器音色幻妙无方,变化不可捉摸的地方。                    

小提琴与小喇叭的发出同一,但是这两件乐器的音色就硬是不一样。这就证明了小提琴与小喇叭的泛音成份不同之故。

 

好了,为什么2000-5000hz是人耳最敏感的区域呢?

是为了区分音色,区分发声的主体,是张三还是李四。

“基音”就好比看到2个身型相似的女子。

“音色”就是她们不同的发型,身高,脸蛋就是这两个女子不同的“音色”。让你判断出,她们分别是谁。

声明:本文章转载自公众号音响知识提高班,此文章仅用于非商业性的教育和科普目的,版权归原作者所有。

 

2020年6月26日 09:22
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