音乐声学与心理声学(第3版) 24


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音乐声学与心理声学(第3版) 24
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  第1章声音9
  适用于扭曲等其他形式的横振动。所幸的是细弦的横振动是以理想横振动为主的,其产生传播速度计算误差的主要原因是:由于实际材料中存在一定的硬度,使得传播速度随频率的升高略有提升。这种现象不会影响打击弦乐器如钢琴的音色,但对较粗弦的音色影响会变大。因此,对于大多数实际情况而言,式(1.7)是适用的。下面以钢弦为例计算横波波速。
  例1.3试计算直径为1.8mm、张力为627N的钢弦(可能是一根吉他弦)的横振动传播速度。
  钢弦单位长度质量为:
  H5cd=Acalfqr2)=7 800×3.14×|9.8×102|-3.92×103kg/m因此,横波的波速为:
  627400m/s
  Vu=13.92×107
  这一数值远小于同一材料中纵波的传播速度。一般来说,同一种材料的横波传播速度比纵波传播速度小。
  1.1.5声波的波长和频率
  目前为止,我们仅考虑了一次性的、单一的位移扰动在高尔夫球弹簧模型中的传播情况,并且看到扰动以恒定的速度传播,且传播速度仅与媒质的性质有关。因此,任何其他形式的扰动,例如周期性的扰动,也将以恒定的速度传播。图1.4所示为受恒速转动的轮子驱动的高尔夫球弹簧模型。模型的一端用大头针固定在轮子上,这将产生一个随时间按正弦规律变化的压强,正弦函数的相位角就是轮子转动的角度。这种激励称为正弦激励,由此产生正弦波。正弦波代表最简单的周期性激励信号,在本书的讨论中十分重要。正弦波有三个重要参数,即振幅、转速或频率和初始状态或初相位。频率的单位是每秒周数,现在常用赫兹(Hz)表示,它反映了波形的基本特点。这种激励会沿着模型产生向前推进的正弦波扰动,使压缩和稀疏按周期性规律变化。由于正弦波的传播速度恒定不变,因此,在任何相邻的两个压缩或稀疏状态之间存在一定的距离,