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共鸣现象
北京助听器丨神州鸿声助听器丨大栅栏助听器   2014-10-07 11:45:39 作者:北京助听器 来源:
        一个弱的声源可在一特定的空间中产生较高的声强——这种现象被称为共鸣。共鸣发生的条件是:空间(如山洞或房间)的几何形状与此空间中传播的声波的关系达到特定的要求,即声源的频率与该空间的空气煤质构成的声振动系统的固有频率一致。
一些乐器正是利用了共鸣的效果。当演奏笛子时,演员堵住不同的孔眼来变化音调,实际是改变笛子共鸣腔的长度。在一间小浴室中也能体验共鸣,当以某一频率唱歌时,歌声可能在整个浴室中回响。
1、亥姆霍兹共鸣腔
        在电声技术成熟之前,人们利用共鸣现象来分析复合音的组成或给乐器定音,所使用的是德国物理学家(亥姆霍兹)发明的一套用黄铜制成的球形共鸣器,每球有大小两个开口的管。大管插入音乐家的耳中用来听辨定音。
亥姆霍兹共鸣器可以看做是弹簧振子在声学中的翻版。封闭在球体中的气体就像一个弹簧,大管内的空气可以看做振子。当外人来声波传入大管时,其产生的气压波动会挤压(或拉拽)大管内的空气向下(或向上)运动,相应地改变了球体的压强。由于球内的空气具有弹性,被压缩的气体会向上反弹,被拉拽的气体会向下回复。空气柱上下振动,从而产生一个共鸣音。
 2.四分之一波长共振
        还有一类共振在音乐声学中十分常见,它是发生在特定管腔中的驻波现象。
以一端开口而另一端封闭的管腔或通道为例,入射在管腔封闭端被反射后与其自身叠加,从而形成一个驻波。在管腔封闭端,入射波与反射波存在180°的相位差,故为波节;而在开口端,空气分子的振动最大,故为波腹。因而,管腔的长度应为共振频率所对应的声波波长的1/4.在管腔的开放处(波腹)较小的声压,在封闭端(波节)则被放大至一较大的声压。这就是听力学中特别重要的1/4的波长共振。
成人耳道长度约3cm,一端开放,而另一端密闭在鼓膜处。这意味着共振声波的波长应为耳道长度的四倍,即12cm.波长为12cm的波,其频率大约为2800Hz。在其临近较宽的频率范围内,声音信号可在鼓膜处放大10-15dB,这种效应被称为耳道共振。
新生儿的耳道更短,且比成人耳道共振提供的放大量更小。相应的,耳道共振更多的偏向高频,为5-6KHz。在五岁时,儿童的耳道已经发育成熟,与成人耳道共振几乎一致。
 

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