聲學(xué)課堂：頻率、波長(zhǎng)、頻帶、頻譜

因?yàn)槁暡ㄊ怯晌矬w振動(dòng)產(chǎn)生。以下圖為例，來(lái)解釋聲音的波長(zhǎng)和頻率。

如圖所示：物體（最左端）在振動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)介質(zhì)（彈簧）產(chǎn)生影響。

首先，靠近物體的地方因?yàn)楸粔嚎s而變得密集，接著該地方會(huì)向右膨脹，擠壓相鄰的介質(zhì)。右側(cè)因?yàn)橐驗(yàn)楸粔嚎s而密集，而左側(cè)因?yàn)槠湎蛴乙苿?dòng)變得稀疏。這樣物體來(lái)回運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)就相繼形成疏密相間的介質(zhì)層向遠(yuǎn)處傳播，這就是聲波。

波長(zhǎng)

我們把聲波傳遞過(guò)程看做如下圖形：波峰代表介質(zhì)最密集處，波谷代表介質(zhì)最稀疏的地方。

如圖可以看到，聲波在傳遞過(guò)程中呈現(xiàn)一個(gè)周期變化的過(guò)程。

聲波在傳播途徑上，相鄰兩個(gè)振動(dòng)情況相同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離稱為波長(zhǎng)（如最密集處到最密集處、最稀疏處到最稀疏處），記作 λ。同時(shí)，完成這次振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間稱為“周期”，記作T。圖片

頻率

頻率指的是1秒鐘內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，記作f，單位為赫茲（Hz）。是周期的導(dǎo)數(shù)f=1/T

通常情況下，聲音傳播速度是一定的，如空氣中聲速為340m/s（室溫為15℃下）。因此，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，所需要完成一個(gè)周期振動(dòng)的時(shí)間就越長(zhǎng)，頻率就越小。波長(zhǎng)越短，頻率就越高。

一般人耳能聽(tīng)到的聲波頻率范圍約在20~20000Hz之間，低于20Hz的聲波稱為次聲，高于20000Hz的稱為超聲。次聲和超聲不能使人產(chǎn)生聲音的感覺(jué)。圖片

頻帶

在聲學(xué)測(cè)量中，不是逐個(gè)測(cè)量聲音的頻率，這樣工作量太大，也沒(méi)有必要如此精細(xì)，而是將聲音的頻率劃分為若干個(gè)區(qū)段，稱為“頻帶”。因?yàn)槊總�(gè)頻段有一個(gè)上限頻率和下限頻率。之間的差值稱為頻段的寬度，簡(jiǎn)稱：“帶寬”。

一般有兩種劃分方法：

① 倍頻程：通常將可聞?lì)l率范圍內(nèi)20~20kHz分為十個(gè)倍頻帶，其中心頻率按2倍增長(zhǎng)，共十一個(gè)，為：

② •1/3倍頻程：將倍頻程再分成三個(gè)更窄的頻帶，使頻率劃分更加細(xì)化，其中心頻率按倍頻的1/3增長(zhǎng)，為：