| 准备从材料学、声学和心理学三个方面的预备知识入手,利用业余时间进行一系列的实验并在这里给出报告。视回帖留言情况后续添加,没有人气就不在这里继续报告,业余探究学习需要氛围、需要互动交流和沟通,这样才能互相提高和进步。大家只围观不出声就没意思了。欢迎参与并提宝贵意见! 一、材料学分类关键词通俗解释 1、应力 当材料在外力作用下不能产生位移时,它的几何形状和尺寸将发生变化,这种形变就称为应变。材料发生形变时其内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力称为应力。 2、弹性 材料受外力之后,会发生变形,撤去外力恢复原状的能力称为材料的弹性。 大多数木材和绝热空气都具有很好的弹性。
外力作用下弹性变形越小的材料刚性越强。 木材都是刚性较弱的材料,但是不同木材品种、不同的裁切方向和拼接方式形成的结构刚性有较大差异。 4、杉木 木材纹理通直,结构均匀,不翘不裂,木材容重0.39,每厘米年轮数平均3.0,晚材率22.0%,干缩系数(体积)0.386,顺纹抗压极限强度358千克/平方厘米,静曲极限强度661千克/平方厘米,端面强度285千克/平方厘米。材质轻韧,强度适中,质量系数高。具香味,材中含有“杉脑”,能抗虫耐腐,加工容易。 用于小提琴制作的杉木有更高的要求。
二、声学知识点:
1、受迫振动 振动系统在周期性的外力作用下,其所发生的振动称为受迫振动,这个周期性的外力称为驱动力。
2、共振 当周期性驱动力的频率和物体的固有频率相等时振幅达到最大,称为共振。 3、阻尼振动 又称衰减振动。击发振动的物体由于外界的摩擦和介质阻力总是存在,在振动过程中要不断克服外界阻力做功,消耗能量,振幅就会逐渐减小,经过一段时间,振动就会完全停下来。这种振幅越来越小的振动叫做阻尼振动。 4、受迫振动的动态平衡 物体作受迫振动的振幅保持不变,它的大小不仅和驱动力的大小有关,还与驱动力的频率以及作振动的物体自身的固有频率有关。作受迫振动的物体一边克服阻力做功,输出能量,一边从驱动力的做功中输入能量。当从驱动力输入系统的能量等于物体克服阻力做功输出的能量时,系统的能量达到动态平衡,总量保持不变,振幅保持不变,做等幅振动。 5、能量与能量形式 能量是物质运动的普遍度量。运动的形式就是能量的形式,例如机械运动形式的能量称为机械能,空气振动虽然也是机械能的一种形式,但是人耳可以识别,因此就从机械能的各种形式中分离出来称为声能。除此之外,还有化学能、热能、光能、电能、磁能、核能等等能量形式。 6、声源 声音是由物体的振动产生的。一切发声的物体都在振动,把正在发声的物体叫声源。 7、频率、波长和声速(与小提琴声学有关的重点基本概念) 振动体每秒振动的次数称为频率,用符号f表示,频率的单位是赫兹(Hz)。 声波在传声介质中,每秒钟传播的距离称为声波的传播速度,简称声速,用符号c表示,单位是米/秒(m/s),其数值与温度材料有关,空气中工程计算一般取常温条件下的数值为 物体或空气分子每完成一次往复运动或疏密相间的运动所经过的距离称为波长,用符号λ表示,单位是米。 波长=声速/频率。例如,1赫兹的波长为 8、声压级 声波压缩和拉伸空气会产生一定的压力称为声压,但是声压作为声学度量和内部方便也不切合实际,一般采用声压计来度量声音的大小,亦即声压与参考声压的比值。单位是分贝,符号为dB。 因为对声音的测量最终是为人耳服务,所以在计量上模拟人耳对声音的响应,制订了国际标准A计权声压级仪器,有时候称为噪声计,单位为dBA。本次实验我将使用到这个仪器。 9、等响度曲线(决定认知小提琴各谐振点强度的关键概念) (1)响度级与声压级有关。 (2)等响度曲线针对正常人耳对声音强度的反应曲线,在声压级的值低时变化快,斜率大,而在高声压级时就比较平坦,这种情况在低频时尤为明显。 (3)不同的频率,响度级的增长率各不相同 等响度曲线图片 ![]() 听觉心理学知识点 个人感觉由于人耳对响度、音调和音色等一些听觉感受缺乏严谨的科学标准,应该属于心理学范畴。
1、响度 是人耳对声音强弱的主观感受。 这与人类的生存环境和进化过程有很大的关系,与声音的实际物理数值相差甚远,但是对声音强度的测试最终是为人类的耳朵服务,所以科学家根据人类耳朵对不同频率声波的反应特点描绘了等响度曲线,参见声学知识点关键词9。 2、音调 人耳对声音高低的感觉称为音调。 音调与声音的频率、持续时间、声压级及温度有关。决定音调感觉的主要还是声波的频率,根据音调的权威定义还可以知道人类的耳朵对音调的判断实际上很不精确,即使是音乐家也很少能够不借助较音标准,例如钢琴A440,来为自己的乐器定调而能够没有误差的。
3、音色 音色明显的属于听觉心理感受,现代科学已经确认主要决定于声波的频谱结构。 每一把小提琴的音色并不是像许多人以为的那样是一成不变的,实际上随着人耳所处的方位、距离和环境和拉琴者的技巧等不确定因素,都将产生巨大的变数。位于小提琴f孔上方近处的人将听到更多的高次谐音,距离较远的人或不在高音辐射区的人将听到更柔和的音色。 一般来说,谐音多,且低次偶数次谐音的强度较大、奇数次谐波较弱的音乐和歌声就优美动听,音色就丰富。但是这绝对属于心理学的问题,还会因为生活环境、流派和文化背景不同产生截然不同的音乐审美观点。
不了解听琴方位对音色判断的影响,不注重声学原理和声学心理学知识,会使制琴师失去推销自己好琴的机会,也会使买琴者花了不该花的冤枉钱,更会令比赛失去公允。
4、掩蔽效应 一个声音的听阈[yù]因另一声音的存在而提高的现象,称为掩蔽效应。 人耳刚好能感觉到其存在的声音的声压称为听阈(读[yù]),听阈对于不同频率的声波是不相同的。人耳对1000Hz的声音感觉最灵敏。 小提琴制作者上传的录音使用了伴奏或快速音符跳跃和小提琴爱好者使用伴奏音乐上传自己的独奏作品,实际上都是不自觉的使用了掩蔽效应原理,以掩盖实际上存在的问题。哈哈!
5、双耳效应 借助双耳人们能够对声音的位置进行定位,这就是双耳效应。立体声技术就是利用了人类的双耳效应。 低频信号的定向是以双耳的时间差为依据,高频信号的定向,决定于两耳间的声级差 双耳对响度、音色和音调的辨别力都高于单耳。 2013年12月17日19点,室温22度,湿度50 木板敲击的共振频率测试实验 五块不同树种地板木样片,编号01~05 其中三块编号01~03尺寸一样,127*110,其余两片127*300 实验方法和条件,手拿尖角自然下垂,板面中部对准测试电容麦克风,因为是针对小提琴固使用音名对应频谱分析,这样更通俗易懂。 01出现1个谐振点G6,横卧不变。 02出现1个谐振点#F6,横卧不变。 03出现1个谐振点G6,横卧不变。 04出现2个谐振点#A5,F7 两个明显共振点幅度相差98%,横卧敲击,F7无法察觉。 05出现2个谐振点#A5,#G6两个明显共振点幅度相差90%,横卧敲击,#G6无法察觉。 通俗结论:板材密度和尺寸接近,树种不同共振点相差不大。 04与05板材密度差别较大,但是第一共振点基本相同,05较轻,第二共振点较平缓。 共振腔敲击测试实验 两个600毫升(500毫升+送100毫升)空可乐瓶,一个原样,编号01;一个剪掉瓶颈编号02。瓶口对准测试麦克风。 01:共振点G3,无明显其他共振点,吹瓶口产生哨音#F3。 02:共振点D4,无明显其他共振点,吹瓶口无法产生哨音。 通俗结论:01与02共振波峰比较结果,01较陡峭,02较平缓。 木板敲击的共振频率测试实验 五块不同树种地板木样片,编号01~05 其中三块编号01~03尺寸一样,127*110,其余两片127*300 实验方法和条件,手拿尖角自然下垂,板面中部对准测试电容麦克风,因为是针对小提琴固使用音名对应频谱分析,这样更通俗易懂。 01出现1个谐振点G6,横卧不变。 02出现1个谐振点#F6,横卧不变。 03出现1个谐振点G6,横卧不变。 04出现2个谐振点#A5,F7
两个明显共振点幅度相差98%,横卧敲击,F7无法察觉。 05出现2个谐振点#A5,#G6两个明显共振点幅度相差90%,横卧敲击,#G6无法察觉。
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