声音

音乐由声音组成，首先我们需要了解声音的相关信息。本章首先讨论声音如何产生，如何通过介质传播，耳朵如何接收声音，推导出声音的性质，并提供一些和声音相关的信息。

1.声音如何产生

当物体完全静止时是不会有声音的，敲击物体时能听到声音，是因为物体被敲击时产生了振动。用其他方式（如拨动琴弦、敲门、吹口琴）让物体振动，也能产生声音。

声音的第一个要素是振动源。

2.声音通过介质传播

思考一个问题：平常我们能听到别人说话的声音，为什么在太空舱外或者月球上说话不能直接听到必须用麦克风让对方用耳机听到？

因为我们平常在地球上有空气，而太空舱外和月球上没有空气。

有声音并不代表我们一定能听到，声音的传播需要通过空气或者其他介质传播到我们的耳朵里面。介质可以是气体、液体（潜水时也能听到声音）、固体（用手捂住耳朵，击打手也能听到响声）进行传播。

声音的第二个要素是传播介质（通常是空气）。

3.耳朵如何接收声音

别的东西接触到我们的手，我们能感觉的到，是因为从手上通过一条叫神经元的东西告诉我们大脑，这样大脑就知道别人打我手。

声音也一样，只是别人打我们的耳朵里面一个叫鼓膜（也叫耳膜）的东西，鼓膜再通过神经元传给大脑。鼓膜是一个长得像一面鼓的一层膜，类似皮鼓上面的那一层皮，所以学名叫鼓膜。

非常脆弱，如果破裂或者上面有孔的话，就跟鼓一样打不出来声音或者声音变小，我们会听不到声音或者听到很少的声音，因此要注意耳朵里面不能被尖锐的东西弄进去。

声音的第三个要素是接收器（通常是耳朵，也可以是麦克风存储声音）。

4.听到声音全流程

电风扇给我们吹风让我们感到凉爽说明空气中确实有存在东西（物质），发声源发出声音本质上是是发声源通过振动击打空气，从而导致空气中的物质疏密不均。

这些疏密不均的空气颗粒会往四面八方传播，到我们耳朵的时候，密的颗粒像是在推打耳膜，疏的颗粒像是在拉扯耳膜，这个动作像弹簧一样。

也就是说我们听到声音的过程就是空气通过疏密在推拉我们的耳膜，密的时候空气压力大推耳膜，疏的时候空气压力小拉耳膜。

5.声音的性质

根据空气对耳膜的推拉，会存在以下几种情况：

1. 推拉重不重 （振幅，音量，响度）（单位分贝dB）
2. 推拉快不快 （频率，音调，音高）（单位赫兹Hz）
3. 推拉多长时间 （时值，音值）
4. 几个声音在空气中同时推拉，它们轻重快慢相互增加抵消后耳朵的感知 （音色）

音量大并不代表震动快，快速用力按一个钢琴最左边的低音键，它是响度大音高低。轻轻按钢琴最右侧的高音键，它是响度小，音高高。

这四种特征分别对应：强弱（振幅）、高低（频率）、长短（时值）、音色（区分乐器）。

6.声音相关信息

• 每秒钟推拉耳膜20次到20000次才是能被我们的大脑感知到的声音。（1秒钟推拉的次数术语为频率，单位是赫兹也就是每秒多少次，人耳能感知的频率为20-20000赫兹）
• 钢琴最左侧的键推拉耳膜是每秒27.5次，最右侧是每秒4186次。
• 狗听觉频率范围为40到50000赫兹，猫听觉频率范围为60到650000赫兹，动物对地震海啸等自然灾害比人类会先知道
• 耳机可以检测周围的噪声推拉情况，再主动发出推拉声音中和掉噪音的推拉，这就是降噪耳机。但是降噪耳机对突然出现的人声或汽车喇叭声无法预测无法中和，故无法对人声降噪。
• 液体和固体也能传递声音到耳膜，运动时不方便带入耳式耳机（安全着想），骨传导耳机震动头骨不经过鼓膜直接震动内耳（声波-颅骨-骨迷路-内耳淋巴液-螺旋器-听神经-大脑皮层听觉中枢），空气传导（路径为声波-耳廓-外耳道-鼓膜-锤骨-砧骨-镫骨-前庭窗-外、内淋巴-螺旋器-听神经-听觉中枢）
• 好听的声音叫乐音，不好听的就叫噪音。（声音分为乐音和噪音，乐音悦耳有规律，噪音难听无规律）

7.小结

本章我们已经知道人类是怎么听到声音，物体震动通过空气推拉耳膜，熟悉声音的一些基本概念。

那么我们会有疑问：既然每秒推拉耳膜20次到20000次都能感知为声音，那么做音乐或者乐器具体该用20次、30次、50次还是100次3599次，是不是还可以细分到75.55次？

大自然赋予我们听到声音能力后，古人想制作美妙的音乐，首先要制作有多个固定声音频率的乐器，下一章古人们如何用一根金属丝(琴弦)来继续分析声音和选择声音频率作为音乐的基础音。

下一章开始，我们使用正规术语频率来代表每秒推拉耳膜次数，大家看到术语频率第一时间就想到是空气每秒推拉耳膜的次数。

下一章 - 音律