鼓膜就像翅膀在扑腾，这事确实难以想象。
本连载上一篇文章已经提到，鼓膜的直径比日常听到的声音所需的谐振尺寸小得多。
以钢琴为例，4188Hz需要40mm左右的鼓膜直径才能与这个频率发生谐振，如果以500Hz的话音频率来看，则需要320mm也就是一面非洲鼓那么大的耳膜才能与这个频率在空气中发生谐振。
努力的翅膀
既然鼓膜像翅膀一样扑动，那就有一个常识性的感觉，如果要和周围的空气发生足够的互动，有两种办法，要么是像老鹰一样翅膀大，扇动一次滑翔好远。要么就像麻雀，翅膀虽然小，但是频率快。
这在物理上也好理解，任何互动其实都是一个功率交换的过程。
举个例子：老鹰翅膀面积为，空气静压为，翅膀行程为，那么老鹰扇动一次翅膀与空气之间的功率交换是：
（面积乘压强等于推力，推力再乘移动距离等于做功。）
那这时麻雀翅膀面积是A，翅膀行程是d，空气静压还是一样，那麻雀扇动一次翅膀与空气之间的功率交换是：
如果在老鹰扇动一次翅膀的时间内，麻雀扇动100次翅膀，那就可以说，麻雀在这段时间内和空气的能量交互是一样的。
耳膜也可以如此。
鼓膜的物理模型
如果给鼓膜建立一个简单的近似模型，也可以很容易，首先鼓膜受到空气和锤骨的作用力，事实上是空气和锤骨通过鼓膜在交换功率，这和老鹰麻雀的例子是一回事。
空气是牛顿流体，牛顿流体会产生动压，也就是在流动过程中流体对物体表面的由流动方向带来的压力。
动压这样计算，其中P为动压，和流体的密度以及流体速度的平方成正比关系。
鼓膜是个弹性振动膜，假设弹性振动膜上的每个点以膜为回正位置做正弦摆动运动
假设各点的振动位移是:
（其中x,y 是该点在鼓膜上的位置坐标变量)
鼓膜各点的瞬时速度为：
动压为
鼓膜运动和空气运动是相对的，那么弹性体整体与空气互动的作用力为整个鼓膜空气动压的面积积分，在半波振动模态下，鼓膜表面各点动压始终是同向。
()
根据公式，也就是说动作频率 f 越高，鼓膜和周围空气的作用力就越大。是单调增关系。
但是作用力越大，并不意味着功率交换越大，只有当声阻抗匹配时，鼓膜和空气的功率交换最大。
声阻抗等于密度和声速的乘积，假设鼓膜附近的空气原始声阻抗为：
在一般情况下，气体声速等于
为绝热指数 为气体常数 为温度
因为
为摩尔常数
所以
也因为
在不变的情况下，在迅速的动态动作中是常量，因此声速在动态过程中近似的没有变化。
那么仅密度在动压下会发生明显变化，由气体方程得：
从而有：
因此在动压下的声阻抗为:(假设大气压)
因此如果通过鼓膜的运动，产生一个合适的动压，由动压就能改变空气的声阻抗，于是就可能使得鼓膜与空气的界面形成动态的阻抗匹配，达到最大功率传输。
说点题外话，事实上CMUT（Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers）也可以运用类似的技术用高频信号来拟合低频发射，高频信号调节动压，从而实现无匹配层匹配。这在一般压电换能器中还不能实现。
小结
鼓膜就像麻雀的翅膀，扇动越快和空气的功率交互就越大，换言之，其和空气的耦合度就越大，那么就越容易从空气中获取振动信息。
至于鼓膜为何会振动，下一篇文章再提。