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口哪器零据第1章声学基本知识
由式(1-1),我们可以得到纯正弦声波在左右两耳产生的相位差A0为式中,o为纯正弦声波的角频率。
由式(1-2)可知,当o比较小,即为波长较长的低频声时(例如,常温空气中,20Hz的声波波长为17m,200Hz的声波波长为1.7m),由时间差产生的相位差有一定数值,人耳可以根据它来判断出声音的方位;当o比较大,即为波长较短的高频声时(例如,常温空气中,
10kHz的声波波长为3.4cm,20kHz的声波波长为1.7cm),由时间差产生的相位差甚至会超过360°,这时人耳已无法判断相位是超前还是滞后,不能根据它判断声音的方位。所以,相位差只对低频声音有用。
通过对式(1-1)和式(1-2)的分析,我们可以得到如下结论:
①声音到达两耳的时间差At与声源的方位角有关,可以根据它来确定各声源的方位。②声波到达两耳的相位差Ag不仅与声源方位角有关,而且与声源的频率有关,可以根据它来确定低频声的方位。
2.声音到达两耳的声级差
如图1-11所示,由于人头对声波的衍射作用,即使声波传来的方向相同,由于频率不同也会对两耳造成不同的声级差。对高频声(f>3kHz),声波波长小于或等于头部尺寸,声波被人头遮蔽而不能衍射到左耳,所以到达左耳的声音很小,形成阴影区。声源偏离中轴线越多,或者频率越高,两耳间的声级差越大。通过分析不同频率时两耳间的声级差可得出下列结论:
①对于从正前方附近(为0°~40°)或正后方附近(6三队头
为160°~180°)传到听声者处的声音,两耳间的声级差随声阴影区
源方位角0的变化较大,即声源变化一个角度时,声源在两耳间产生的声级差变化较大,也就是曲线斜率变化较大,所图1-11高频声形成的阴影区(上视图)以人耳对正前方(或正后方)附近声源方位变化的反应比较灵敏,或者说定位能力较强。
②根据实验,当声源频率f=300Hz的声源由正前方移动到后方时,右耳的声级变化小于2dB,左耳的声级变化小于4dB,由声源方位变化产生的两耳的声级差最大约为4dB;当声源频率f=6400Hz时,这一差值可达25dB。所以,对300Hz以下的低频声,声源在两耳间所产生的声级差随声源方位角的变化很小,即双耳对低频声的定位能力较差。但随着声源频率的增高,两耳间的声级差逐渐增大,对声音定位的能力也逐渐增强。
1.4.3双扬声器听声实验
前面所讨论的是一个声源在不同方位时使人们产生的听觉印象,下面讨论有一定关系的