物理和音乐的联系

　　音乐与物理

一、音乐与物理学的关系

音乐的产生，也就是音乐声源，如弦振动、簧振动、膜板体振动、人的歌唱以及电振荡等属物理声学问题，音乐在各种场合的传播涉及声的反射、折射、绕射、吸收和隔声等也是物理内容。

1．音调高低与发声体的关系

声音是人们最熟悉的现象之一，人们不仅在生活中已经积累了大量与声音的音调有关的感性认识，而且在科学中也学习过了与声有关的常识。尽管有这些前期经验与常识，但也许人们并不是很清楚音调的高低、频率与物理结构的关系，对与音调有关的许多生动有趣的现象也不甚了解。

在生活中这样的现象数不胜数。一把吉他，以一根弦为例，右手轻轻拨动一下，然后左手中指向右手这个方向移动，并按住琴弦，再弹一下，结果可以听出，音调变高了，说明：振动的琴弦变短了，那么振动起来就明显快了，所以音调会变高。仍然举一根琴弦，在不断拨动时，将它变松，也能听出音调变低了，说明：音调还跟琴弦的松紧有关系。最后，我举两根琴弦，相继拨动，可以观察出在振动部分的长度，松紧一样的情况下，琴弦的粗细不同，则音调也不同。综上所述，音调的高低与发声体的粗细、长度、松紧等有关系。

2．音调与声波的频率关系

音乐的物理实质是振动的传播，振动由强弱、频率、时间等要素构成。反 映到主观听感上，又有音调、响度、音色和时值等要素。而这些要素的 汇合又形成了高一层次的旋律、节奏、和弦、曲式等。这些高一层次的 要素又进一步形成了不同的音乐风格和体裁。又如物理学的各个分支也 无不由一些基本物理量汇合而成。

音调与声波的频率有关，两者成对数关系。

音色主要由声波的频谱结构及其模拟波形决定；响度主要与声音的振动幅度有关。不同的音源发出同一音符时，其基音相同，但谐波成份及其幅度各异，频谱及波形不同。 人耳对声音音调的感觉主要与声音的频率有关，但不成正比，具有对数关系。事实上，人耳的听觉是复杂的，人对声音音调的感觉还与声音的声压级有关。音调的高低，也就是我们常说的音准，由声音振动的基频频率决定的，称为“绝对音高”。大家在听

音乐会时可以见到，演出开始前，所有的乐手都要校一下音，为的.就是使整个乐队的所有乐器都是使用相同的音高标准。

3．音乐的立体感

人们的感官对周围世界的感知是立体的，这一点无论是视觉、听觉、 触觉、嗅觉等都是这样。人们可以看到、听到、闻到、摸到前后左右上 下来自不同方向的信息。但是，究竟是什么原因可以使你能辨别出方向 的呢？立体声唱片、录音磁带、耳机等，我们已 经听得多见得多了。这都是利用从某一个声源发出的声音，传到人 的耳朵里时，如果声源不在正前方，则声音到达左、右耳的时间及强弱 会有一定的差别，这种差别被人耳接收就能分析出声源在什么方向 和位置。利用这种“双耳效应”，我们通过录音技术录下声响，然后用两个 或几个音箱播放出来，使人们听起来好像音箱之间有一个声源在发声。 这个假想的实际上不存在的声源就叫作“声像”。当我们 听立体声广播、立体声唱片中的一个管弦乐队演奏时，你可以感到大提 琴在你的右前方，小提琴在你的左前方，而小号却在中间；对于电 声乐队，你也可以很明显地感觉出主奏乐器来自不同的方向；听重唱， 你可以清楚地分辨出左、右声道中分别播出的各自的高声部和低声部。

因此，立体声的优点不仅仅是有真实感、临场感、空间感，而且由于把 声像分离了或改变了位置，就会使你听觉具有层次感，而且可以压低噪 声。