声音的基本特征-声波频率范围，人耳声波范围等

当 以数学方式来描述某一频率的纯音时，我们通常采用正弦函数来描述波形如图1-1，图1-1的横坐标可以是时间t,也可以表示传播方向上的长度L。T为波的 周期，其倒数为频率;A为波的振幅; λ为波长;初始相位角。以正弦函数描述某一频率的纯音，声波的特征可以通过以下四个方面来描述：频率、波长、振幅和相位。

频率：声音在传播过程中，波的波形图出现一次所需要的时间，称为波的周期，记为T;而波的波形 图在一秒内重复呈现的次数称为波的频率，记为f。两者互为倒数。于振动频率一样，波的频率以赫兹为单位(Hz)。换言之，声音既然是由于物体振动产生的， 那么就可以对其振动次数定量，单位时间(秒)内振动的次数称为频率，用赫兹(Hz)表示，赫兹或周/秒就是振动频率的单位，每秒振动一次称为1赫兹，每秒 振动1000次称为1千(k)赫兹。周期是指振动一次所需要的时间，是频率的倒数，可用频率=1/周期的公式说明二者的关系，如频率为1kHz的纯音，周 期是千分之一秒即1毫秒。人类能感觉到的声波频率在20-20000赫兹范围之内。在这个频率范围以外的振动波就其物理特性而言与声波相似，但对人类不引 起声音感觉，然而声音是客观存在的物理现象，虽未被人听到也依然存在。

波长:波长是指波在一个完整的波动周期内向前传播的距离，可以表示为在传播方向上相邻的两个相 同的波形图样之间的距离，例如，两个相邻波峰之间的距离(如图1-1)常用希腊字母λ表示，单位为米(m)。此参数取决于频率、媒介密度及声速，用公式表 示为c=fλ，c代表声速，f代表频率，λ代表波长。频率愈高波长愈短，声速愈慢，波长愈短。如按声波在空气中的声速为344米/秒计算，1kHz纯音的 波长是344毫米。

振幅：正弦函数上的最大幅值称为振幅。它是声波传播过程中空气分子中的密集区或稀疏区的气压于 正常气压相比所产生的最大的压强变化量值。振幅代表了波的声压大小。两条波长与频率都相同，但是在振幅上有差异的正弦波如图1-2，表示它们具有不同的声 压值。振幅愈大，声压愈大。

相位：相位显示了波形的起始点。由于媒介中的任一组分的简谐振动，都可以由圆周上作匀速圆周运 动的点，在直径上的投影来描述，所以相位可以用圆周上的不同角度来度量，从0°到360°，称为相位角。相位角最典型的应用是描述具有相同频率与振幅但在 初始相位上有差别的两个纯音。换言之。相位指某一瞬间与振动周期相应的时间位置。一个周期以360。计算，时间位置相差360。，相位差为0。。相差 1/2周期的相位差为180。在0。--180。的半周期范围内为密相声波，另半周则为疏相声波。

人类听觉的频率范围在20-20000Hz之间。人类言语的频率范围在200-8000Hz之间，最主要的频带在500-3000Hz，听力学临床上常以500、1000、2000Hz纯音阈的平均值代表言语区频率的听力水平。

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