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聲音與樂器 生活中常聽見的聲音 樂音 簡易樂器
聲音的產生 1-1 生活中常聽見的聲音 • 閉上眼睛聽聽看,周遭有哪些聲音? 車水馬龍 音樂會 海浪拍打岩岸
擴音器 馬路車陣 老師敲打黑板 學生拍球 風吹樹搖 書本掉到地上 下面圖中的情境可能聽到哪些聲音? 它們是怎麼產生的? • 想一想,當物體發出聲音時會有什麼現象?
找一找,物體的聲音是從哪個部位發出來的?用手感覺那些部位發出聲音時的現象。找一找,物體的聲音是從哪個部位發出來的?用手感覺那些部位發出聲音時的現象。 • 說話時,將手輕輕的放在喉嚨兩旁,有什麼感覺? • 播放音樂時,將手輕輕放在音響的喇叭上,有什麼感覺?
敲打樂器時,用手輕摸鼓面和木琴琴鍵,有什麼感覺?敲打樂器時,用手輕摸鼓面和木琴琴鍵,有什麼感覺? • 說一說,手放在發聲部位時,有什麼共同的現象?
聲音的產生 聲音的產生,是因為物體振動的關係,如果一切都是靜止的,那麼也就不會有聲音了!打鼓的鼓聲起因於鼓面的振動,而人的聲音則是因為聲帶振動的關係。我們可以把手放在喉嚨上,發出「啊~」的聲音,你就可以感受到聲帶的振動了!
聲音的傳播 那物體振動所產生的聲音,是如何傳到我們耳朵裡的呢? 物體振動會產生一種波,我們把它叫做「聲波」。聲波具有能量,可以藉由空氣或其他物質向外傳送出去。
以音叉為例,我們敲打音叉後,音叉會產生振動,振動中的音叉會來回推撞周圍的空氣,使得原本平穩的空氣壓力變得時高時低,在空氣分子間產生密部和疏部的變化(如圖一),再藉由分子間的碰撞運動向外擴散出去,音叉的聲波也就向外傳出了(如圖二)。聲波在傳遞時,空氣分子的振動方向和波的傳遞方向是相同的,我們把這種波叫做「縱波」。以音叉為例,我們敲打音叉後,音叉會產生振動,振動中的音叉會來回推撞周圍的空氣,使得原本平穩的空氣壓力變得時高時低,在空氣分子間產生密部和疏部的變化(如圖一),再藉由分子間的碰撞運動向外擴散出去,音叉的聲波也就向外傳出了(如圖二)。聲波在傳遞時,空氣分子的振動方向和波的傳遞方向是相同的,我們把這種波叫做「縱波」。 圖一:音叉振動時,使周圍的空氣分子,形成密部和疏部相間。
聲音的介質 像空氣這種可以傳遞聲波的物質,我們把它們叫做「介質」。 聲波一定要有介質才能傳遞出去,像月球表面幾乎是真空狀態,太空人除非利用對講機,否則是聽不見別人的聲音的。
聲音的速度 日常生活中,聲音大都藉由空氣傳播,歷史上第一次測出空氣中的聲速,是在西元1708年的時候由英國人德罕姆發現並測出平均數據 - 在 20℃時,每秒可跑 343公尺。
在同一介質中,溫度會影響聲音傳送的速度,溫度越高,聲速就越快。在同一介質中,溫度會影響聲音傳送的速度,溫度越高,聲速就越快。 以空氣為例,溫度每升高1℃,聲速每秒就增快 0.6公尺。所以在0℃時,聲速是每秒 331公尺,而在 15℃時,聲速=331+0.6 ×15=340公尺(/秒)。一般就以 340公尺/秒,作為聲音在空氣中的速度。
人類的聽覺 聲音來自物體的振動,它每秒鐘振動的次數就叫做聲波的「頻率」。在物理上,我們把每秒鐘振動一次,稱為1赫茲(1 Hz)。
人的耳朵,尤其是小孩子,可以聽見 20Hz ~ 20000Hz之間的聲音,但是到了六十歲左右,大概就只能聽見 12000Hz以下的聲音了!而像狗、貓、蝙蝠等動物,所能聽見的聲波頻率,就比人類高出了許多!
聲波=疏密波=縱波 人類可以聽聲的頻率由20 Hz~20,000 Hz 聲音在0℃時的速度約為每秒 331 公尺 聲音為一縱波,其會使空氣產生稀疏部及密部.聲音可以由可振動空氣的物體所產生. 當這些空氣的振動所造成的壓力改變使得你的耳鼓膜隨之振動時,你便可以聽到這個聲音. 人類對可聽到的頻率範圍由最低約20 Hz到最高約20,000 Hz.但有些動物,如狗對於超過20,000 Hz 的頻率還能聽見;而有些動物則可聽見比20 Hz 還低的聲音. 在乾燥無風的空氣中,0℃ 的聲速約為 331m∕s。氣溫每升高 1℃,聲速約增加 0.6m∕s。 聲波整理(疏密波)
在隨身音響中震盪的喇叭,造成空氣中高低壓交錯的區域。附近的空氣被由不均勻的氣壓所造成的力所影響;因此,壓力的變化由喇叭傳遞到各個方向。這個正在傳遞的擾動就是聲波。在隨身音響中震盪的喇叭,造成空氣中高低壓交錯的區域。附近的空氣被由不均勻的氣壓所造成的力所影響;因此,壓力的變化由喇叭傳遞到各個方向。這個正在傳遞的擾動就是聲波。
海豚和蝙蝠利用超音波發現障礙物或獵物,其原理和探測器類似,蝙蝠有對大耳朵可接收反射回來的超音波。海豚和蝙蝠利用超音波發現障礙物或獵物,其原理和探測器類似,蝙蝠有對大耳朵可接收反射回來的超音波。
20. 回聲與原聲互相比較,則下列敘述何者錯誤? (A)響度相同 (B)音色相同 (C)波速相同 (D)頻率相同。
5. 已知聲音在空氣中及地面的傳播速率分別為340 m/s和2000 m/s,光在空氣中的傳播速率為30萬公里/秒,若煉油廠發生爆炸,並引發強光、地震及爆炸聲。試問遠在一處的我們依序感覺正確的是: (A)地震→強光→爆炸聲 (B)爆炸聲→強光→地震 (C)強光→爆炸聲→地震 (D)強光→地震→爆炸聲
13. 如圖,取一電鈴放在抽氣機的鐘罩內,通電後鈴槌敲擊電鈴發出聲音。然後將鐘罩內空氣漸漸抽出。則空氣抽出的過程中,電鈴的振動頻率如何改變?電鈴的音量如何改變?(A)變小;變小(B)變大;變小(C)不變;變小(D)變大;變大。
14. 承上題,關於電鈴音量變化的原因,下列敘述何者正確? (A)空氣分子減少,聲音傳播時所受阻礙變小 (B)鈴槌振動頻率改變 (C)空氣分子減少,缺乏傳播聲音的介質 (D)鈴聲被抽氣機抽走了。
認識噪音 1-2 工地發出的聲音好聽嗎? 車水馬龍的聲音你喜歡嗎? 海浪拍打岩岸的聲音悅耳嗎? 生活中常聽見的聲音 • 生活周遭的各種聲音,哪些是悅耳的?哪些令人不舒服?
許多雜亂的聲音一起出現…… 音量太大…… 什麼樣的聲音會令你感覺非常不舒服?
噪音 音量太大或吵雜刺耳的聲音會傷害人的耳膜,干擾人的情緒,這類的聲音稱為「噪音」。我國噪音管制法所稱的噪音,是指發出的聲音超過音量管制標準。因此,音量大小是判定噪音的依據。
測量聲音大小的儀器稱為分貝計,音量的單位是「分貝」。音量越大,分貝數越高。我國的噪音管制法中,會依場合而有不同分貝的噪音標準,可上行政院環境保護法規網頁,查看相關規定。測量聲音大小的儀器稱為分貝計,音量的單位是「分貝」。音量越大,分貝數越高。我國的噪音管制法中,會依場合而有不同分貝的噪音標準,可上行政院環境保護法規網頁,查看相關規定。 路邊的分貝計
人對噪音的厭煩程度,受到最大音量及噪音量持續時間的長短所影響。所以有均能音量(equivalentlevel, Leq)的提出;例如,人耳受到1秒鐘90分貝的影響,等於受到1000秒60分貝的影響一樣。 除此以外,人耳在夜晚與日間對同樣音量的噪音會有不同的感受,所以才會有日夜音量(Ldn)與社區噪音等價音量(Community Noise Equl valentLevel,CNEL)的制訂。目前我國環保署所定之「環境音量標準」乃採用均能音量為指標,分「早、晚」、「日間」、「夜間」三個時段分別訂定音量標準。
我國環保署在噪音管制法內定義「超過噪音管制標準的聲音稱為噪音」,而勞工安全衛生法內,針對勞工亦有如下的定義:「超過90dB而持續八小時以上的聲音為噪音」。
在生活中,什麼行為會產生噪音?我們要如何減少噪音?在生活中,什麼行為會產生噪音?我們要如何減少噪音? • 如大聲喧嘩、公眾場所嘻鬧,都會產生噪音。 • 如在封閉的空間內輕聲慢步,不製造令人不 悅的聲音(如刮東西聲),可減少噪音。 在圖書館要如何減少噪音? 在教室附近要如何減少噪音? 輕聲交談 放輕腳步
突然的響聲、 持續不斷的聲音、 不合時宜出現的聲音。 只要是讓人不舒服的聲音就是噪音。
降低音量; 多種樹; 加裝隔音窗、隔音牆,(但此法只是隔絕,並非減少。) 想想看,怎樣可以減少噪音?
各種樂器的聲音 2-1 樂音 • 學校樂隊裡有哪些樂器? 三角鐵 鈴鼓 法國號 直笛 小喇叭
音色 用不同的樂器演奏同一首樂曲,它們產生的聲音各有特色,稱為「音色」。閉上眼睛,我們可以分辨各個同學的聲音,也是因為人的音色各不相同。 輕敲身邊各種不同材質的物體,聽聽它們的音色,再閉上眼睛,你能分辨各種音色嗎? 因為音色,所以我們可以分辨生活中許多不同的聲音。
1.樂音三要素 (1) 聲音的特性包括:響度、音調、音色三個因素 • 響度:聲音的強弱(大小),決定於聲波的振幅 • 音調:聲音的高低,決定於聲波的頻率 • 音色:聲音的特色,決定於聲波的波形 (2) 三要素只要一項不同聲音就不同
2.響度 (1)聲音的大小 • 「分貝以」(dB)做為聲音強度的單位 • 人耳所能聽見的最小聲音為0分貝 • 每增加10分貝,聲音強度就增加10倍 • 分貝數愈大,響度愈大 (2)響度決定於物體的振動幅度 • 物體的振幅愈大,響度愈大,聲音愈大聲 • 一般而言70分貝以上的響度對人類的健康有害 t=1秒
3.音調 (1) 聲音的高低 • 與發音體振動的快慢有關 • 每秒振動的次數為此物體的振動頻率 • 單位為1/秒,稱為赫(Hz) (2) 發音體每秒振動的次數愈多,頻率愈大,所發出的聲音愈高 • 一般而言,男人的音調較女人音調為低 t=1秒
4.如何改變音調 (1) 細管聲音高: • 口徑愈細,空氣分子振動快,音調高 • 杯子水多空氣柱短,音調高 (2)弦緊聲音高: • 吉他的弦愈緊,聲音愈高 (3) 管短聲音高: • 鋼琴的管愈短,聲音愈高
5.音色(音品) (1) 聲音的特色 (2) 每一種樂器振動的方式都不相同,都有它獨特的發音特性 • 兩種樂器雖發出相同響度和音調,但仍可以辨別 (3) 音色的不同仍因聲音的波形不同所致 • 一般聲音是由多種頻率的聲音結合成複雜的波形
6.共鳴 (1) 一物體受到與它本身振動頻率相同的週期撞擊時,會產生劇烈的振動現象 • 物體均有它固有的振動頻率 (2) 物體振動頻率與所受撞擊的頻率愈接近,撞擊後的振動愈顯著 AB音叉頻率相同,當敲擊A音叉,之後,再以手使A音叉停止,結果B音叉未受敲擊卻振動發聲
7.超聲波 聲波──頻率 聲速──速度(0度c─331m/s) (1) 人耳所能聽到的聲音頻率在20-20000赫 (2) 頻率超過20000赫的聲音稱為『超聲波』 • 超聲波的利用: • 醫學上檢驗 • 清洗精密儀器 • 聲納 • 蝙蝠海豚感覺
3. 有個頻率300赫的音叉,小雲每秒敲擊2次,小蓉每秒敲擊5次,小儒則是每秒敲擊音叉8次,請問何者可使音叉振動頻率最高? (A)小雲 (B)小蓉 (C)小儒 (D)都一樣。
4, 調音師在進行鋼琴的調音工作時,會拿著音叉敲擊後,再靠近鋼琴,然後將鋼琴的絃調整到可以伴隨著音叉一起振動!而完成調音的工作。請問這是運用什麼原理? (A)聲音的反射 (B)聲音的共振 (C)聲音的折射 (D)聲音的繞射。
6. 右圖是敲擊甲、乙、丙三支音叉後所得的波形,根據右圖回答下列問題。 (1)三支音叉的響度大小關係是。 (A)甲>乙>丙 (B)甲=乙=丙 (C)甲=乙>丙 (D)甲<乙=丙 (2)哪一支音叉的音調最高?。 (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)一樣高 (3)哪一支音叉的聲音、傳播速率最快?。 (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)一樣快