声音的特性PPT

2024
实践与练习
4. 我国古代描述自然界或生活中声现象的 诗文有很多，如白居易的《琵琶行》、苏轼 的《石钟山记》等。请你查阅相关资料，找 出与声现 象有关的诗句，并谈谈你的感想。
THANKS
一位优秀的钢琴调律师需要具备 很高的音乐素养、 敏锐的听觉和精准的调节技术。
2024
1.5
辨别不同物体发出的声音
2024
2024
1. 听一段交响乐，你能发现其中有哪些乐器参与了演奏？ 2. 使用不同的乐器（如笛子、口琴、小提琴、胡琴等）先后 发出音调相同的声音，如 C 调中的“1（do）”。凭听觉，你 能否分辨出这些声音分别是由哪些乐器发出的？
2024
响度、音调和音色可以描述声音的特性， 通常称为声音的三要素。
2024
曾侯乙编钟
2024
曾侯乙编钟
其中的数字符号表示声音的什么特性？这种特性与什么因素有关？
2024
实践与练习
湖北随州曾侯乙墓出土的战国时期的编钟， 距今已有 2 400多年，是 世界上现存规模最大、最完整的编钟。这套编钟共 65 件，依大小次序分 成 3 层 8 组，悬挂在钟架上。迄今为止，人们用这套编钟还能演奏古今 乐曲，且音域宽广、音色优美。
振动的幅度简称振幅。
2024
音调
2024Βιβλιοθήκη 为什么唱到“高原 ”的“高”就唱不上去了 ？
2024
物理学中，将声音的高低叫作音调 （pitch）。
2024
1.4
探究音调与声源振动的关系
2024
如图 1-14 所示，用一张硬卡片 先后两次从梳齿上划过，一次快， 一次慢，你听到卡片发出声音 的音调有什么不同？
2024
卡片从梳齿上划过，梳齿拨动卡片使其振动。 快划时，卡片振动快， 音调高； 慢划时，卡片振动慢，音调低。 该实验说明，卡片发出声音的音调与卡片振动的快慢有关。

什么因素决定声音的响度呢？
响度
如图，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓 球，观察乒乓球被弹开的幅度。
使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。 响度与什么因素有关？
响度
物理学中用振幅（amplitude）来描述物体振动的幅度。 物体的振幅越大，产生声音的响度越大。 人听到声音是否响亮，除跟发声体发声时的响度有关外，还跟
人距离发声体的远近有关系。声音是从发声体向四面八方传播 的，越到远处越分散。所以距离发声体越远，听到的声音越小。 用喇叭可以减少声音的分散，使声音传播得更远此。
音色
频率的高低决定声音的音调，振幅的大小影响声音的响度。 但是，不同的物体发出的声音，即便音调和响度相同，我们
还是能够分辨出它们的不同。 这表明在声音的特性中还有一个特性是十此时乙杯 不能发出声音 B. 当用筷子敲击甲杯，让其发声，发声后用手捏住杯边，此时乙杯 能发出声音，产生了共鸣 C. 当用筷子敲击杯子时，甲的音调较低 D. 当用筷子敲击杯子时，乙的音调较低
课堂讲解
例3：【解析】解决此题的关键是要知道声音是由物体的振动产生的，振动的 频率越高，音调越高，当两个发声频率相同的物体，彼此相隔不远时，如果 其中一个物体发声，另一个也有可能跟着振动，这种现象，就叫做“共鸣”。
音色（musical quality）。不同发声体的材料、结构不同， 发出声音的音色也就不同。
音色
下面分别是音叉、钢琴与长笛发出的C调1（do）的波形图， 用计算机播放这几个声音片段，边听边比较它们的波形有何 异同。
音色
观察上面的声音波形可以知道，音调相同的不同乐器发出的 波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同；但是波的形 状不同，即音色不同。
第二章 声现象
第2节 声音的特性

D
达标练习
5.关于如图所示声波，说法正确的是（ ）频率相同，振幅相同，波形不同，音色不同 B.频率相同，振幅相同，波形不同，音调不同 C.频率相同，振幅相同，波形不同，响度不同 D.频率不同，振幅不同，波形不同，音色不同
A
04
课堂总结
1. 声音的三特性是音调、响度、音色。物理学中用每秒内振动次数——频率来描述物体振动快慢。频率决定音调，频率高音调高。频率单位是Hz。人能听到20Hz到20000Hz的声叫做声音。声音、超声、次声统称为声。 2.物理学中用振幅来描述物体的振动幅度。振幅决定响度。物体的振幅大，产生声音的响度大。人听到声音是否响亮，跟发声体的响度有关，跟人距离发声体的远近有关。 3.不同发声体的材料、结构不同，发出的声音的音色也不同。
新知讲解
科学世界 乐音和乐器 在河南舞阳出土的8000多年前的贾湖骨笛，可以吹奏出七声音阶，是我国迄今发现的最早的管乐器( 如图所示)。单簧管、双簧管和各种号也是常见的管乐器。
新知讲解
科学世界 乐音和乐器 在大型乐团演出时，我们经常能够见到上面介绍的一些乐器。
新知讲解
一、音调 频率的单位为赫兹(hertz)， 简称赫，符号为Hz。如果一个物体在1 s内振动100次，它的频率就是100 Hz。
新知讲解
一、音调 为了直观地了解物体振动发声的情况，我们可以将声音的波形用示波器、计算机或手机等展现出来。
新知讲解
新知讲解
想想做做 当伸出的长度减小到一定程度时，拨动钢尺就能听到较为清楚的声音，注意听它的音调。继续缩短钢尺伸出的长度并拨动钢尺，观察音调的变化。分析钢尺发出声音的音调与它振动的快慢之间的关系。
新知讲解
点拨 在研究音调时，我们用视觉、听觉等不同感官来搜集信息，也就是在观察。科学研究中，观察要有明确的观察目的，要真实而准确地记录观察到的信息。

我们把发声体振动的幅度叫做振幅。 响度与发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大。
探究新知
听觉效果与声音的强弱
在声学上，用分贝作为单位来计量响度大小，符号为dB。
声音 树叶微动 轻声交谈 正常说话 大声呼喊 汽车喇叭
声音的强弱/dB
10 20～30 40～50 70～80
90
听觉效果（感觉) 极静 安静 正常 较吵 很响
探究新知
音调高的声音， 有12个波
看看不同的声音的波形有什 么区别？
音调低的声音， 有8个波
探究新知
声波的分类
探究新知
为什么有时在 你认为很静、没有 任何声音时，猫或 者狗却突然表现得 非常警觉？
探究新知
巩固练习
1.如图所示，同一个轴上固定着三个齿数不同的齿轮，
当齿轮旋转时，用纸片分别接触齿轮，使纸片发声音调
巩固练习
例 《城市文明二十条》中第七条是“公共场所不大声喧哗”，其中
“大声”是指声音的( B )
A．频率
B．响度
C．音调
D．音色
例 人耳感觉到的声音的强弱叫响度。声源振幅越___大_____，响度
越大；响度还跟发声体与人耳之间的距离有关，距离越远，声音
的响度越___小_____。
探究新知
知识点三：音色
课堂小测
如图，这是将话筒接在示波器上，用音叉、钢琴、长笛三种乐器 对着话筒发出C调1（do）音的波形图。比较各波形的异同，从 声音的三要素来考查，以下三种波形声音特性相同的是 _音__调______和___响__度___，不同的是_音__色_____。（选填“音 调”“响度”或“音色”）
能力提升
探究新知
知识点一：音调
探究音调和频率的关系

音频压缩
通过使用音频压缩器，可以减小音频文件的 大小，以便于存储和传输。
动态压缩
动态压缩是一种技术，可以改变音频的动态 范围，以适应不同的听音环境。
线性压缩
线性压缩是一种技术，可以保持音频的线性 动态范围，以避免音频失真。
限幅压缩
限幅压缩是一种技术，可以限制音频的最大 值，以避免音频失真。
声音的噪声消除
声音的特性
目录
• 声音的基本概念 • 声音的感知 • 声音的处理 • 声音的应用 • 声音的未来发展 • 总结与展望
01
声音的基本概念
声波的产生
声波是由物体的振动引起的。当物体受到外界力的作用时，会产生振动，并传播 这种振动形成声波。
声波的产生需要具备三个要素：振源、介质和传播媒介。振源是产生振动的物体 ，介质是传递声波的物质，传播媒介则是将振动传递给周围环境的媒介。
虚拟声源
虚拟现实技术可以模拟出各种不同的声源，例如在虚拟环境中创造出音乐会、海浪声、森林声等，使用户可以更加身 临其境地感受虚拟环境。
实时互动
在虚拟现实中，声音技术也可以实现实时互动，例如用户可以通过语音指令来控制虚拟环境中的声音效 果，或者与其他用户进行语音交流。
人工智能中的声音技术
01
语音识别
声波的传播
声波在介质中传播时，会以波的形式将振动能量从一个地方传递到另一个 地方。
声波的传播速度取决于介质的性质和温度。一般来说，固体中声波传播速 度比液体和气体中要快。
声波在传播过程中，会因为介质的吸收而逐渐减弱。
声音的物理特性
声音的物理特性包括频率 、振幅、波形和相位等。
振幅是声波偏离平衡位置 的最大距离，表示声波振 动的强度。
音乐教育

探测金属、陶瓷、混凝土制品内部是否有气泡和裂纹.(5)医院 利用B超（B型超声波）分析体内的病变.(6)许多自然灾害如地 震、火山爆发、龙卷风等在发生前都会发出次声波，科学家们 用次声波来预测台风、研究大气结构等，在军事上可以利用次 声来侦察大气中的核爆炸、跟踪导弹等等.
4、声音的波形—— 可以在示波器上展现出来
§1.3 声音的特性
一、音调 —— 指的是声音的高低。
什么因素决定音调的高低呢？ 实验：钢尺的振动，拨动梳齿的振动等等… 1、频率—— 指的是物体每秒内振动的次数。
频率决定音调。频率越…，音调越… 单位：赫兹（赫），符号Hz。
解释100Hz的含义。 2、大多数人能听到的频率范围：
20Hz——20000Hz
（2）应用 可以利用次声来侦察大气中的核爆炸、跟踪导弹等等.
单位：赫兹（赫），符号Hz。 可以在示波器上展现出来
解（释1）10超0声Hz波的加含湿义器。、治（疗咽1喉）炎超及气声管炎波的加药液湿雾化器器利、用治超声疗波的咽高喉能量炎将液及体气破碎管成许炎多的小雾药滴.液雾化器利用超 可—以—在指示的波是器声上音展的现高出低来。声波的高能量将液体破碎成许多小雾滴.(2)超声波清洗污垢.(3) 单位：赫兹（赫），符号H声z。纳利用超声波基本上沿直线传播探测水中的暗礁、敌人的潜 实验：钢尺的振动，拨动梳艇齿，的振测动等量等海… 水的深度.(4)超声波探伤仪利用超声波沿直线传播
小刀在话筒前刮玻璃 的振动图象
小提琴和钢琴发声时的振动图象
二、响度 —— 指的是声音（音量）的大小。
什么因素决定响度的高低呢？ 探究实验： 振幅决定响度。 振幅越…，响度越… 响度还与距声源的远近有关.
三、音色（音品）
我们靠音色来辨别不同发生体。

频率低，音调低 频率高，音调高
超声波与次声波
次声波
多数人能听到的声 音的频率范围
超声波
低于 20 Hz
高于 20 000 Hz
人类能听到的声叫声音，声音、超声波、次声波统称声。 动物的听觉范围通常与人的不同，有些动物对高频声波或低 频声波反应灵敏。
猫能够听到的频率范围是 60-65 000Hz
监测器测得某次鸟鸣和猫叫的声音信息如下表，则( C )
声音
鸟鸣
猫叫
声音的频率/Hz
5000
800
声音强弱的等级/dB 30
60
A.鸟鸣的响度大 C.鸟鸣的频率高
B.猫叫是超声波 D.猫叫的音调高
答案：C 解析：A.分析数据可知，猫叫的声音强弱的等级大于鸟鸣的声 音强弱的等级，所以猫叫的响度大，故A不符合题意； B.超声波的频率大于20000Hz，猫叫声音的频率为800Hz，不是 超声波，故B不符合题意； CD.鸟鸣的频率为5000Hz，猫叫的频率为800Hz，所以鸟鸣的 频率高，音调高，故C符合题意，D不符合题意。
物体振动得快，发声的音调就高 振动得慢，发声的音调就低
用硬纸片快速划过尺子，感受梳子发出的声音 纸片划过的速度越快，梳子发出的声音的音调越高
频率
1.物体每秒内振动的次数叫做频率，用字母 f 表示。 2.频率的单位为：赫兹，简称赫，符号为 Hz。
如果一个物体在1 s 的时间内振动100次，它的频率就是100 Hz。 3 .物理意义：描述物体振动快慢的物理量。 4 .频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。
01
音调
观察与思考 男歌手声音要粗、要低，女歌手声音要细、要高
观察与思考
小鸟的叫声尖细、婉转，狮子的叫声低沉、粗壮

次20H声z 正常人耳能听到的声音频率范围 2超0000声Hz
次声波—— 频率低于20Hz的声音。
它们已经低于人类听觉的下限。
THE THREE
影响频率的因素 又物理实验方法
当问题受多个因素(变量)影响时，只 改变其中的某-一个因素，从而研究
这个因素对问题的影响;分别(单独)研究各 个因素对问题的影响，最后再综合解决。
琴弦的音调和琴弦的材料、长短、 横截7 面积(粗细)的关系
(1)如果要探究音调和琴弦材料的关系，则应选取 _材料 不同，但_ 长短、粗细 _相同的几根琴弦; (2)如果要探究音调和琴弦长短的关系，则应选取 __长__短__不同， 但 材料、粗细_相同的几根琴弦; (3)如果选取的几根琴弦横截面积不同，但材料、 长短相同，则探究的是“琴弦的音调和琴弦 粗细_ 的关系”。
结论
弦乐器的音调高低跟弦的粗细、长短、 被绷紧的程度有关。
弦越长，弦越粗，弦越松，音调越低； 弦越短，弦越细，弦越紧，音调越高。
相同结构材料下，质量越小，音调越高
THE FOUR
谁 判断的最快
A
B
C
瓶身和水 C
瓶内气体 A
小结
感谢凝听！
BYE-BYE
振动的快慢
2
改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动钢尺
比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的
3
音调。
实验数据记录
钢尺伸出长度
伸出1/5 伸出1/3 伸出1/2
振动快慢
最快 较快 最慢
声音高低
最高 较高 最低
CONCLUSION
人耳的听觉范围
超声波—— 频率高于20 000Hz的声音。
它们已经超过人类听觉的上限。
声音的特性—音调

声音特征提取
利用人工智能技术提取声音中的特征信息，实现声音信号 的分类、识别和检索，进一步拓展了声音处理的应用领域 。
声音情感分析
通过分析语音中的情感特征，人工智能可以感知人类的情 感状态，为心理咨询、人机交互等领域提供了新的可能。
声音在医疗健康领域的应用
远程医疗诊断
通过清晰、稳定的远程语音传输，医 生可以在不同地点对患者进行准确的 诊断和治疗建议，提高医疗服务的可 及性和效率。
音调与情感
音调也能够传达情感，例如高亢的音调可能让人感到兴奋或激动，而低沉的音调可能让人感到悲伤或安静。
04
声音的应用
音乐
01
02
03
04
音乐是人类文化的重要组成部 分，通过音乐人们可以传达情 感、表达思想、传递文化。
音乐是一种艺术形式，可以带 给人们美的享受和精神的愉悦
。
音乐可以用于治疗心理问题， 如焦虑、抑郁等，也可以用于
高度定制化
通过声音识别和定位技术，可以为每个用户量身 定制声音体验，提高沉浸感和真实感。
3
与视觉的结合
与视觉效果紧密结合，实现更为生动、立体的音 效表现，提升虚拟现实体验的整体效果。
人工智能与声音处理
语音识别与合成
人工智能在语音识别和合成方面取得重大进展，使得机器 能够更好地理解和生成人类语音，提高人机交互的效率和 自然度。
位深度
表示每个样本的数据量，决定了 音频的动态范围和信噪比。
采样方法
主要有同步采样和异步采样两种 ，同步采样是按照固定的时间间 隔进行采样，而异步采样则根据 信号的变化速度进行动态调整。
数字音频处理
数字音频工作站（DAW）
用于音频录制、编辑和混音的软件，如Ableton Live、Pro Tools 等。

一、音调
实验二 如图所示，将一把钢尺紧
按在桌面上，一端伸出桌边。 拨动钢尺，听它振动发出的 声音，同时注意钢尺振动的 快慢。改变钢尺伸出桌面的 长度，再次拨动钢尺。
比较每次钢尺振动的快慢 和发声的音调高低。
一、音调
实验二的结论： 钢尺振动得越快，
发声的音调越高。
一、音调
1 频率（f ）
（1）物理意义：描述物体振动的快慢。 （2）定义：物体在每秒内振动的次数叫频率。 （3）单位：赫兹 简称：赫 符号：Hz
声音的特性
聆听声音 感受声音的
不同
清脆的鸟鸣 沙沙的雨声 尖锐的汽笛声 婉转的笛声 嘹亮的歌声
趣味实验
实验一：好玩的水瓶琴 取出7个相同的玻璃杯，装
入不同质量的水。先用小棍 依次敲击每个杯子，听音调， 并观察水的多少。
再取出长短不同的瓶子， 向瓶口吹气，听音调的高低。
一、音调
声音为什么会有音调高低的不同？ 什么因素决定音调的高低？
人能够感受的声音频率范围是从20Hz到 20000Hz。 高于20000Hz的声叫做超声波；低于20Hz的声叫 做次声波。
二、响度 声音的大小（强弱）叫做响度

二、响度
实验四 如图所示： （1）把碎纸屑撒在鼓面上， 用大小不同的力敲鼓，听声 音大小，并观察纸屑跳起的 高度。 （2）在把乒乓球放到音箱的 扬声器上，播放音乐，观察 乒乓球跳起的高度。
三、音色 音色用来区分不同发声体发出的声音。
感受不同乐器的声音
声音的图像
下面分别是音叉、钢琴与长笛发出的C调1 （do）的波形图。比较它们的波形有何异同。
三、音色
总结
音色是声音的一个重要特征。我们根据音色 来分辨不同的物体发出的声音。