声音

声音在空气中的传播，形成声波，我们可以把一个复杂的波分解成一些基本的正弦波的组合，这些波的振幅和频率不同。声音的三要素就取决于这些波的强度，频率和组合方式。

（附：声音的几个要素是音调，响度，音色。音调取决于频率，钢琴内部短的琴弦和长的琴弦频率不同，响度是声音的大小，音色与发声物体的材料和结构有关，比如小提琴的音色和钢琴的音色不同。乐器音色的不同取决于泛音的不同：声音是由发声的物体振动产生的，当其整体振动时发出基音，但同时其各部分也有复合的振动，各部分振动产生的声音组合成泛音。由于部分小于整体，所有不同的泛音都比基音的频率高，但强度都相当弱。）

乐曲被唱片或者CD等方式记录下来后，在播放音乐时，播放设备中的电路受到调控，使得电流有规律地变化，从而使得耳膜有规律地振动，产生与原来声音极为近似的声波频率组合，因此能发出各种不同的声音

在初中物理的声学教学中，常有这样的问题：人们判断碗或陶器的好坏，常用手敲敲，这是根据它所发出声音的什么不同来判断它的好坏?这类问题在各地的中考和全国竞赛试卷中都曾多次出现过，但所提供的参考答案中有的说是“音调”，有的说是“音色”。那么，这到底是根据声音的什么特征来进行判断的?

我们知道音调、响度、音色是乐音的三要素。其中音调是指声音频率的高低，频率高的音调高，频率低的则音调低。而音色较复杂，这是因为一般物体发声时往往会有多个频率的声音同时发出，其中频率最低的声音叫基音，它的频率就决定了物体所发声音的音调；其他频率声音的强度都比基音弱，频率都是基音的整数倍，我们把它们叫做泛音。

图1为钢琴和黑管两种乐器所发出声音的频率分析图谱。从图谱中可以看出，两种乐器所发出声音的基音频率相同，即音调相同(都是100Hz)。但它们的泛音个数、频率分布、强度分布等都不同，钢琴有频率分别为200Hz、300Hz、400Hz……15个强度较弱的泛音；黑管有频率分别为300Hz、500Hz、600Hz……9个强度较弱的泛音。因此尽管听起来钢琴声和黑管声的音调相同，但它们各有不同的音色，我们可以很容易就把它们区别开来，这种音色的不同是由于钢琴和黑管具有不同的泛音而形成的。

音调和音色都是辨别不同声音的重要依据。平时我们所听到的各种不同的声音，往往是既有音调的不同也有音色的不同，只不过有的情况下主要是音调不同，有的情况下主要是音色不同，听觉的辨别是根据主要因素来进行的。因此我们在分析问题时，就根据具体情况进行分析。如在辨别不同的乐器时，我们主要是根据音色的不同来区分的；在上面的问题中，坏碗或者陶器由于内部损伤，其内部结构与好的不同，因此敲击时它所发出声音的音色和音调与好的都不相同，但最明显的是音调不同。因此，在这个问题中，我们主要是根据碗或陶器的音调不同来判断他们好坏的。