现代音响技术

现代音响技术(共10篇)

现代音响技术（一）

　　弱电系统
　　电力应用按照电力输送功率的强弱可以分为强电与弱电两类.建筑及建筑群用电一般指交流220V50Hz及以上的强电.主要向人们提供电力能源,将电能转换为其他能源,例如空调用电,照明用电,动力用电等等.智能建筑中的弱电主要有两类,一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,交流36V以下,直流24V以下,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源.另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息.人们习惯把弱电方面的技术称之为弱电技术.可见智能建筑弱电技术基本涵义仍然是原来意义上的弱电技术.只不过随着现代弱电高新技术的迅速发展,智能建筑中的弱电技术应用越来越广泛.如智能消防系统,监控系统,计算机网络,楼宇自控,智能广播等等.弱电技术的应用程度决定了智能建筑的智能化程度.
　　弱电系统 - 弱电系统工程
　　一般情况下,弱电系统工程指第二类应用.主要包括：1、电视信号工程,如电视监控系统,有线电视.2、通信工程,如电话.3、智能消防工程.4、扩声与音响工程,如小区的中背景音乐广播,建筑物中的背景音乐.5、综合布线工程,主要用于计算机网络.随着计算机技术的飞速发展,软硬件功能的迅速强大,各种弱电系统工程和计算机技术的完美结合,使以往的各种分类不再像以前那么清晰.各类工程的相互融合,就是系统集成.

现代音响技术（二）

设计产生以来,人们无时不刻不在探索新的设计,但在这些过程中,仅有少数人的行为或成果成为“流派”.因为它们首先意识到了社会的发展方向并作出了顺应历史潮流的探索,这样,他们的成果才被人们接受,被历史承认.所以说,设计是时代的产物.同时代的设计和建筑、绘画、音乐、甚至于人的生活方式都是环环相扣的,新思想无论从哪个方面开始突破,都是代表未来思潮和发展方向的.设计先驱首先应该是思想先锋. 密斯曾说过：“当技术实现了它的真正使命,它就升华为艺术.”这段名言似乎是把技术等同于艺术了.其实,应该说,这里所展示的正是建筑艺术的又一个新的流派,一个建立在高科技基础上的艺术流派. 20世纪50年代末,西方个先进工业国家的经济与生产开始进入战后非常繁荣时期,科技迅速发展,生产力大大提高,其中,迅速地把先进生产力利用到生产上去,再以生产上的进步反过来影响科技的发展,是这一时期的特征.电子计算机的发明,应用与自身的迅速进步和发展不仅影响了整个社会的生产与科技发展,还强烈地影响了人们的思想. 建筑中的高科技风格就是在这样的社会背景下产生的,高技派 （High-Tech）亦称“重技派”. 建筑中的高技术主要是从思潮角度意指高技派作为一种普遍意义上的样式表现出来的可视的技术形象.高技派则是指,60年代末以来,不仅采用高技术手段,而且在形式上极力表现高技术的结构,材料,设备,工艺以及建造的拆卸或扩展可能等美感的建筑设计倾向.建筑造型、风格上注意表现“高度工业技术”的设计倾向.以技术主义称谓的这一流派的建筑师善于将最新的科学技术应用于建筑设计上.高技派并不像和它们处在同一个历史舞台上的其他风格流派,如后现代主义、解构主义那样,推翻现代建筑以功能为设计出发点的基本要求,而是继承现代主义建筑传统,并对功能主义哲学作出创造性的演绎.他们以技术的进步性、材料的先进性和功能的合理性为建筑设计的终极目标.虽然技术美极力反对附加的饰,但它依然追求由合理的建筑元素所带来的美学效果,这样高技派建筑师必须充分利用建筑自身的一切合理形式,在不增加多余建筑语汇的基础上,创造出体现时代精神的美.在这点上,技术美似乎比古典美更加严格.技术美作为一种美的形式,成为建筑形态构成的元素和表现对象,它通过技术手段表现建筑,表现的范围涉及建筑的各方面,如结构、外形、空间和使用要求等；平面体现功能逻辑性.新技术与艺术性能否很好的结合一直是一个费人思考的问题.高科技风格同其他建筑流派一样,有其合理也有其不合理的方面,然而,注重工业技术的最新发展,并及时地把,最新的工业技术应用到建筑中去,将永远是建筑师应有职责.问题在于是为新而新,还是为了有利于合理改进建筑而新. 1970～1980年代的高技建筑作品,往往强调受力结构的力量美,采用大跨结构或强力钢骨架建造的摩天大楼,给人感受的空间意象是焕发时代气息的速度感和憧憬美好世界的未来感.在当代,高技建筑结合了各种生态环境要求,技术手段致力于降低能耗、融合自然,体现数字时代的感受；至于具体的形态语汇的变化,则由以前僵硬刻板的机器产品形态变得更为人性化和自然化,体现人本主义情感.
技术美学的建筑作品极其注重建筑设计的逻辑性,而建筑实体正是由支撑结构、围护体系和交通空间逻辑地构建而成. 现代主义建筑出现之前,建筑的支撑体系往往被有意地掩盖起来,代之以繁琐的装饰和线脚,而现代主义提倡的形式服从功能的原则,使得建筑的结构自然而然地暴露在外.高技派建筑不仅展现其结构体系,还有意强调了支撑结构充满张力的美学特性.其结构或模拟自然界生物的生长形态,表现现代工业产物的机器美感和信息时代特征. 高技派建筑始终以一种从容和冷静,把科技的内涵和文明的许诺铸造在那些工业巨构之中.“因此,它代表了一种时代的理性与智慧,赞美与欢乐,一种探索无限的技术理性,一种挑战无限的欢乐.”高技派建筑师更加关注的是技术如何服务于建筑,因此在建筑的围护结构上,我们常常能看见一些十分特殊的表现形式.但在这些形式背后,是大量计算数据支持和实验室反复论证的结果.更为符合科学原理的建筑形体,各种新颖的玻璃幕墙（如“双层皮”玻璃幕墙）,表现传统美感和地方情调的高技术围护结构都被广泛地运用在高技派建筑中. 交通空间本是功能性极强的建筑空间,交通空间除起到交通联系的作用外,它在室内空间的构成变化、人流引导、装饰观赏等方面也发挥了积极的作用.然而,建筑师在建筑外部造型方面也给予交通空间出色的表现.水平交通空间和枢纽空间往往与其他功能融合而成为多功能空间,在建筑外部形态的表现上起连接、过渡、分离等作用,并不成为建筑造型的主角,成为视觉焦点的则多是竖向交通空间. 高技派理论上极力宣扬机器美学和新技术的美感,它主要表现在三个方面：
1、提倡采用最新的材料——高强钢、硬铝、塑料和各种化学制品来制造体量轻、用料少,能够快速与灵活装配的建筑；强调系统设计（Systematic Planning）和参数设计（Parametric Planning）;主张采用与表现预制装配化标准构件.
2、认为功能可变,结构不变.表现技术的合理性和空是的灵活性既能适应多功能需要又能达到机器美学效果.这类建筑的代表作首推巴黎蓬皮杜艺术与文化中心；
3、强调新时代的审美观应该考虑技术的决定因素,力求使高度工业技术接近人们习惯的生活方式和传统的美学观,使人们容易接受并产生愉悦. 开放与交流带来了世界经济的一体化,也带来了更多建筑新技术的应用及新设计的发展.这些以新材料、新思想、新设计为主的建筑已席卷全球,高技派以新技术、在功能、形式上表现建造者的愿望见长,逐渐成为现代建筑师们的主要技法. 部分人认为“高技派”只是一味炫耀技术的伟大,认为技术是至高无上的,人们开始通过人本思想来正视科技,有的前卫设计师甚至开始批判对科技的盲目乐观态度.于是,所谓的“超高技设计”应运而生,“超高技”是与“高技派”对立的异化物,将技术当作一种符号加以嘲弄和挖苦.伦敦的“独体集团”的骨干分子隆阿拉特于1980年设计了一套“混凝土音响”将现代高保真电器装置在从废弃工地上捡来的混凝土块上,以颓废的形式来讥讽对高技术的盲目崇拜.“超高技”的技术悲观思想注定了它是短命的.它的作品与生活距离太远,但它的意义不在于它的作品,而在于它的精神为盲从科技的人们敲响了警钟. 近年来高技派逐渐开始重视地区文化, 历史环境和生态平衡.比如福斯特多年来对生态技术的持续关注,格瑞姆肖的钢梁,钢索,桅杆的帆船式结构和独创的外张式幕墙系统,霍普金斯的帐篷结构探索, 皮阿诺早期的单元式膜结构"轻盈"主题以及后来的技术诗性.在他们之外,帕歇,阿索普,"未来体系"等的许多作品都可划入高技派的范畴.80年代后,高技派的典型手法几乎成了建筑师设糆语言上的一种选择.近年来,以节能和减少污染为主的生态观念成为重要议题,同时由于地区建筑文化对全球化的自觉抵抗以及由后现代主义复兴的历史意识的深入,高技派建筑越来越从对技术形象的表现走向对地区文化,历史环境和生态平衡的重视.1996年福斯特,罗杰斯,格雷姆肖, 皮阿诺都曾参与赫佐格草拟的《建筑和城市筫划中应用太阳能的欧洲宪章》的评议和修改,表明高技派领头人对生态思想的集体关注.福斯特的被誉为第一座生态高层的法兰克福商业银行、柏林会议大厦改建等作品在采用智能化技术的同时运用了传统的被动式环境控諩技术.皮阿诺的奇芭欧文化中心更可以说是地区文化、历史环境、生态技术的完美结合. 技术原则是高技派技术观的核心并主导其建筑观、美术观和历史观.除替代技术外, 适宜技术是建筑师解释技术则时最重要的概念.罗杰斯和福斯特都强调自己的技术为适宜技术.狭义上讲,它常与低造价,再生能源技术有关.广义上讲,它指采用技术时根据当地的条件和使用的情况具体而论.实际上这一概念是建筑师对高造价的外露结构技术和昂贵的生态技术的理论性修正. 人所熟知的艾菲尔铁塔、蓬皮杜艺术文化中心,从外观上看,便是工业技术的产物.艾菲尔铁塔的设计者称,其形状便是依赖人体骨胳的科学结构而来的,而蓬皮杜艺术文化中心外表更是一个裸露的大车间.它们一开始并不为人们所接受,被视为“怪物”、“无任何艺术感”,但是,随着时间的推移,人们似乎已“被迫”接受了它们,且承认这同样是艺术化了的.同样,密斯设计的,于1952年落成的纽约利华大楼,是最早的全玻璃大楼,可以说也是出于同一理念,且几十年后,人们仍给了它一个建筑的大奖. 是让新技术被动地去顺应建筑艺术,还是按照新技术本身的特性去创造、发展新的建筑艺术?这正是高技派建筑需要回答的问题.　而问题答案正是后者.技术不可以简单顺应艺术,或者否定艺术,从而引起建筑艺术消亡的恐惧——这其实是杞人忧天罢了.技术反而会开创艺术、完美艺术,让新建筑尽善尽美,这却是现代科技突飞猛进之际应有的自信.像伦敦的劳埃德大厦、香港的香港—上海汇丰银行,更鲜明地体现出高技派建筑艺术之际,人们的心态,则已由惊诧到平和,进而为之激赏了. 也就是说,高度发达的科学技术,在建筑上的进一步运用,是可以作为艺术而为人们所接受、所欣赏的.把新技术运用到建筑设计中,已成了不可抗拒的历史潮流,并且奠定了自己的地位,开创了一个新的、可观的前景.著名建筑大师柯布西耶早在上世纪初便讲过：“建筑结构和装饰的形式经过几个世纪的缓慢变化,在钢筋水泥的50 年里人类建筑史作出了巨大贡献之后,又经历了一次彻底的变革.”人们不难看到,正是在上个世纪,金属构架、玻璃幕墙等,已经成为新建筑的重要材料,这比过去的木结构、砖石结构,也比钢筋混凝土结构等,大大地前进了一步,从而使建筑的艺术形式,也发生了根本性的演变,人们对新技术、新材料的认识,不断在加深,正是在这加深的过程中,艺术形式也就相应发生了这样那样、或大或小的变化.例如合金钢的高强度提高10倍或更多,作为高层建筑的柱子,那就不仅仅可支撑100层楼的高度,完全可达到300层乃至500层高.又如玻璃,现在不仅可以隔热、变色、单面透光等等,甚至可以自行发电、呼吸,具有生态调节功能.近年来风行的膜结构,轻灵、洁白,如运用得当,也更具艺术感. 无疑,建筑的发展是离不开建筑技术的进步的,完全脱离技术的建筑设计,未必行得通.建筑材料的开发利用,力学模型理论的深化研究,结构的创新,水、电技术的进化,对建筑的影响是不可以置之不理的.失去技术支撑的建筑,非但成不了艺术,也无法在地上站起来.应该说,建筑艺术与科学技术之间,是存在着有机联系的,截然分开,是难以做到的. 如果把密斯的话再读一遍,当可以读成,建筑艺术,则是技术真正使命的实现.这技术的真正使命,不正是人类历史文化的进步,文明的胜利么?工程建筑学理所当然是侧重于科学技术的,但它并未阻止建筑艺术的实现,毕竟它并非纯粹的技术现象.一位建筑师,很难是全知全能的,也可能在偏重艺术之际忽略了技术,这包括环保等问题在内,所以,作为一个系统工程,技术的作用也就突出了.高技派建筑的出现,不仅令建筑学更多姿多彩,也让建筑更脚踏实地、健康地发展. 在设计形式,设计风格上,多元化的格局已经形成,没有哪一种流派能够一统天下,也没有什么权威去剥夺某些流派存在的权力.理性与感性是天平的两端,它们谁也不能压倒谁而趋向于某种平衡.最近出现在汽车设计上的“新锋锐”风格就将符合空气动力学的流线型与刚挺有力度的“硬线条”结合在一起.实现了感性认识、理性推理的协谐.成为造型设计形式的新引导趋势.总之,当今时代多元化的形式之间只有主流和非主流之分.“高科技”转化为“高情感”,“改造自然”转变为 “适应自然”才是未来设计的主题.

现代音响技术（三）

答：声音的三个特征：音调,音色,响度.音调表示声音的高低,当我们听各种不同频率声音的时候都会有一种高音发声的位置来自较高处,而低音发声的位置来自较低处的感觉,这就是音高 （Pitch） ,或称音调 （Tone）；音色是指基本周期内的波形；响度是单位时间内通过垂直于声波的传播方向的单位面积上的平均声能.单位为“W/m2”.
音调与频率有关；响度与振幅有关.
以听觉心理而言,即声音三个特征是：音的大小（Loudness）,音高 （Pitch）与音（Timbre）.
以物理特性而言,声音是一种振动,或者说是一种质点如空气分子位移或速度的交替变化.又或是空气密度一再重复地改变其疏密度的振动状态,逐渐扩大於周遭空间的一种波动现象.如果我们用以表示振动状态的基本量度,有振动强度,振动频率与振动波形三种.声音的大小略等於振动的强度,音高略等於频率,音色极近於波形.
一．音调(音高)
声音种类很多,每种声音各有自已的特征.声音的特性中有一种叫做音调.
例如女生的声音比男生高,钢琴右键的声音比左键的声音高.这是因为发声体在单位时间内声波振动次数（频率）不同所造成的.一般而言,我们还会有一个听觉的经验,就是较大物体振动的音调较低.而较小物体振动的音调较高,例如大鼓振动声的音调较低.余振也较长,小鼓的音调较高,余振也较短.
什么是音调呢?
解释音调的最好办法是用音阶.
音阶*的相对频率
音律符号和名称
C
D
E
F
G
A
B
C1

1
2
3
4
5
6
7
·
1

do
re
mi
fa
sol
la
si
do1

汉语拼音名称
dou
rai
mi
fa
sou
la
si
dou1

频率
2569
288
320
341
384
462
480
512

相对频率
最小整数
24
27
30
32
36
40
45
48

分数
1
9/8
5/4
4/3
3/2
5/3
15/8
2

音程
9/8 10/9 16/15 9/8 10/9 9/8 16/15

*音阶就是一组顺次的纯音,其中第一个纯音跟末一个纯音之间的音程等于1个8音度.

你大概知道什么是音阶吧.自己照音阶唱一唱.唱吧,张开口来唱!Do, re, mi, fa, sol, la, ti, do! 注意,音调越来越高.
音阶是由不同音调的声音组成的.每个声音都有它自己的音调.所以,音调表示声音的高低.音调不是表示声音的大小.
音调是怎么形成的呢?
音调起决于音源的振动频率-------物体在一秒钟内完成周期性振动的次数.单位：赫兹（HZ）.一赫兹就是一秒钟振动一次.
物体振动得越快或振动频率越高,音调越高.物体振动得越慢或振动频率越低,音调越低.长笛的吹奏声属于高声调.大号的吹奏声属于低声调.是因为长笛的振动比大号的振动快.
词是语言的最重要部分.但音调也是重要的.当你说话时你的音调在不断变化.音调的变化增加了词的含义.它们帮助你表达你想说的意思.
音调变化也是音乐的最重要部分.你能想像只有一种音调的音乐吗?你能想像只发出一种音调的吉它或钢琴吗?如果没有音调变化,世界将成为多么单调无味啊!
音调是怎样变化的呢?
要改变音调,就要改变振动的快慢.下面就是改变振动的快慢的因素.
1． 紧度
▲物体越绷紧,振动就越快.它的音调就变得越高.
▲物体越绷松,振动就越慢.它的音调就变得越低
2． 长度
▲物体越短,振动就越快.它的音调就变得越高
▲物体越长,振动就越快.它的音调就变得越高
3． 厚度或粗细
▲物体越薄、越细,振动就越快.它的音调就变得越高
▲物体越厚、越粗,振动就越快.它的音调就变得越高
4． 语音音调的变化
语音产生于喉头.喉头有声带.声带能改变形状和变化.
当你不讲话时,声带没有合拢在一起.它们没有发生振动.
当你讲话时,声带闭合,从肺部出来的气流通过声带,使它发生振动.这振动就产生声音.
当你讲话时,声带的紧度跟着发生变化.两条声带还作稍稍靠拢或分离稍远的运动.这些变化引起音调的变化.
一些声音（音波）的频率
声音（音波）
频率（HZ）

人类的肺部机能
0.03~0.25

人类心音波
1~2

老鼠可以听到的低频率
16以下

蚊子叫声
几千

蜜蜂飞行时翅膀的频率
220~440

狗可听到的最高频率
38000

一般人能够听到的声音频率
16~20000

一般人能够发出的声音频率
64~1300

对一人般人敏感的声音频率
1000~3000

汽笛发出和声音
几十

钢琴上的最低音
27.5

钢琴上的最高音
4096

C调（dou）频率
256

鼓或大提琴
100~200

长笛或哨子
5000~8000

次音波
16以下

超声波
20000以上

现代技术已得到的高频超声波
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二．音量
音量：声音具有能量
分贝：量度声音的单位


音量的范围很广.有些声音象人的低语或鸟的啁啾,都是音量很低的,它们是“轻柔的”声音.其它声音,象喷气飞机的轰呜或炸药爆炸,都是很大的声音.在事实上,有些声音响得使我们不得不捂住耳朵.
在一天的生活中,你都在控制音量的各种变化.你调节无线电收音机或电视机的音量.你变化自己说话的响度.有时,人家对你说：“讲得响一点,我听不见.”有时,人家又要你“说话轻一点”.这不是经常听到的吗?还有这样一句话,也是常听到的：“请把你的无线电音量开小一点,它要震破我的鼓膜了!”
音量的大小是由什么引起的呢?
你已经知道,音高或音调取决于频率.频率是物体在每秒钟内的振动次数.
音量却不同,它取决于声音所具有的能量.声音的能量决定于介质中声波的振幅.如下图一所示：
声音的振幅越大,能量越大,音量越大.严格上讲,谈音量涉及到两个相关而又不相同的概念-----声强和响度.
物理学上定义：单位时间内通过垂直于声波的传播方向的单位面积上的平均声能叫声强.单位为“W/m2”.
能引起人的听觉的声波,除要求频率在20HZ~20000HZ外,还要求声强范围在10-12W/ m2~1 W/m2.可见声强的范围很大.在声学中,常用“声强级”来描述声波在媒介中各点的强弱.规定声强I0=10-12W/ m2为测定声强的标准.若一声波的声强为I,则比值I/I0的对数,叫做声强I的声强级L,即L=lg（I/I0）,L的单位为“贝尔”.由于这个单位太大,实际上常用它的1/10,即“分贝”为单位.所以“声强级” L=10lg（I/I0）分贝.用声强级表示声强,不仅量度上方便,由于人对不同频率的声波敏感度不同,因而声强相同、频率不同的声波听起来响度有所不同.即客观上音量相同,主观上人耳感觉音量有差别.但人耳感觉到的声音的响度正是近 地与声强级成正比.
即用“分贝”作为响度的单位.“分贝”数越高,声音越响.
“分贝”值从零起算.零“分贝”的声音是人类听觉的起点.140分贝的声音可以损失我们的耳朵.例如,你可把你的无线电收音机或立体声收音系统开得非常响?长时间地听音量极大的音乐可能减弱你的听力--------而且永久减弱.

一些声音的声强级、声强和感觉到的响度
声源
声强级（dB）
声强(w/m2)
响度

听觉阈（闻阈）
0
10—12
人能听到的最小声音

隔音房间
细语
树叶微动
0~20
10—12~10—10
极轻

交谈（轻）
住宅（静）
办公室（静）
20~40
10—10~10—8
轻

住宅（闹时）
办公室（平均）
40~60
10—8~10—6
正常

工厂
闹市
60~80
10—6~10—4
响

警笛
卡车
80~100
10—4~10—2
极响

铆钉锤
雷
炮
100~120
10—2~100
震耳

痛觉阈
120
100
耳朵开始感觉到痛感


三、音品（音质,音色）
基音：物体振动时能够产生的最低音调.
倍音：由产生基音的同一物体产生的比基音较高的音调(又叫泛音)
人的耳朵是非常灵敏的,人耳听到声音时,立即可以辨别是那种声音.是人声,是乐器声,是汽车声,或狗叫声.人耳也可以辨别人声是男生或女声,是张三声或李四声,又或是敲铜声或敲铁声.是敲木头声或敲石头声,人耳可辨识几达无限的声音,对应於这种辨认的听觉印象即为音色.音色又称音品,是听觉感到的声音的特色.纯音不存在音色问题,复音才有音色的不同.音色主要决定于声音的频谱,即基音和各次谐音的组成,也和波形、声压及声音的时间特性有关系,如果留声机的唱片反向转动,声音的频谱虽然未变,音色却显著改变了.这说明音色在很大程度上与各泛音在开始时和终了时振幅上升和下降的特点有关系.
音色对电乐器的研制有非常重要的意义.目前正是根据各种乐器声音的频谱、基音和各次谐音的相对强度,用电声方法进行模拟来制作电乐器.
在钢琴上弹奏某一首歌曲,在吉它、小号或长笛演奏同一首歌曲.它们的音调或声调都是相同的,但每一种乐器的“声音”各不相同.你可以完无困难地把它们分辨出来,每一种乐器都有它本身特有的声音,或特殊的音质.
音质使我们容易辨别各种声音.以说话为例,假如有一个朋友在拐角处叫你.是谁在叫你呢?你从音质上就可以分辨出语音.声音怎么会有特殊的音质呢?
音叉仅以一种频率发生振动.但大多数的发音体不是这样.大多数的发音体都同时发生不同频率的振动.每一种振动频率产生它自己的音调.
试以一根振动的弦为例.整根弦的振动产生一定的音调.同时,这根弦各个部分或各个分段的振动就较快,结果产生了较高的音调.
▲ 由整根弦产生的音调叫基音.它是这根弦能发出的最低音.
▲ 由弦的分段产生的较高的音调叫做倍音. 倍音的音调的高低取决于弦分成多少段振动.振动的段数越多,音调越高.
基音和倍音混和在一起,决定一个人的音质.许多声音都有一种以上的倍音音调.
若干基音、倍音和音量以各种不同的方式的组合产生各种不同音质的声音.不同的声音的声谱图不同.

我们知道在大自然界中是没有正弦波的纯音声波的,在大自然中物体所发出的声音皆为复杂的波形.各有各自,这种复杂的波形除了基本频率的波形之外.还会有一系列的谐振频率,也就是所谓的「 泛音 」（Harmonic）.它与主音调有一定的「倍音」关系,例如某物体振动之基本频率为240Hz.也会发生480Hz（二次谐波）、720Hz（三次谐波）…等频率,每一个物体的倍音组成成份都不相同,这种不同物体发生不同的倍音成份就是音色（Timbre）.
乐器的基音音频范围约在20Hz～4000Hz之间,那麽音频既然只能到4000Hz.那麽音响系统的频率响应为何需到20KHz 才够?那也是因为上述的频率都是乐器的基音,而乐器的声音除了基音之外,也有一系列的的泛音存在.例如钢琴的基音最高为4186Hz,但是泛音却可以高达16KHz .而且每一种乐器的泛音组成的成分和比例也都不一样.所以每一样乐器的声音也都不一样,这就是乐器音色幻妙无方,变化不可捉摸的地方.
小提琴与小喇叭的发出同一,但是这两件乐器的音色就硬是不一样.这就证明了小提琴与小喇叭的泛音成份不同之故.
如何区别音色与音质?
照字面的解释,所谓的「音」,即物体因振动而经由空气传达发出的声波经人耳能感觉到的生音.而「音色」,即因发声体的谐音.

现代音响技术（四）

声现象 就该词的本义,系指任何与听觉有关的事物.但依通常所用,其一系指物理学中关于声音的属性、产生和传播的分支学科；其二系指建筑物适合清晰地听讲话、听音乐的质量.
声音由物体（比如乐器）的振动而产生,通过空气传播到耳鼓,耳鼓也产生同率振动.声音的高低（pitch）取决于物体振动的速度.物体振动快就产生“高音”,振动慢就产生“低音”.物体每秒钟的振动速率,叫做声音的“频率”
声音的响度（loudness）取决于振动的“振幅”.比如,用力地用琴弓拉一根小提琴弦时,这根弦就大距离地向左右两边摆动,由此产生强振动,发出一个响亮的声音；而轻轻地用琴弓拉一根弦时,这根弦仅仅小距离左右摆动,产生的振动弱而发出一个轻柔的声音.
较小的乐器产生的振动较快,较大的乐器产生的振动较慢.如双簧管的发音比它同类的大管要高.同样的道理,小提琴的发音比大提琴高；按指的发音比空弦音高；小男孩的嗓音比成年男子的嗓音高等等.制约音高的还有其他一些因素,如振动体的质量和张力.总的说,较细的小提琴弦比较粗的振动快,发音也高；一根弦的发音会随着弦轴拧紧而音升高.
不同的乐器和人声会发出各种音质（quality）不同的声音,这是因为几乎所有的振动都是复合的.如一根正在发音的小提琴弦不仅全长振动,各分段同时也在振动,根据分段各自不同的长度发音.这些分段振动发出的音不易用听觉辨别出来,然而这些音都纳入了整体音响效果.泛音列中的任何一个音（如G,D或B）的泛音的数目都是随八度连续升高而倍增.泛音的级数还可说明各泛音的频率与基音频率的比率.如大字组“G”的频率是每秒钟振动96次,高音谱表上的“B”（第五泛音）的振动次数是5*96=480,即每秒钟振动480次.
尽管这些泛音通常可以从复合音中听到,但在某些乐器上,一些泛音可分别获得.用特定的吹奏方法,一件铜管乐器可以发出其他泛音而不是第一泛音,或者说基音.用手指轻触一条弦的二分之一处,然后用弓拉弦,就会发出有特殊的清脆音色的第二泛音；在弦长的三分之一处触弦,同样会发出第三泛音等.（在弦乐谱上泛音以音符上方的“o”记号标记.自然泛音“natural harmonics”是从空弦上发出的泛音；人工泛音“artificial harmonics”是从加了按指的弦上发出.）
声音的传播（transmission of sound）通常通过空气.一条弦、一个鼓面或声带等的振动使附近的空气粒子产生同样的振动,这些粒子把振动又传递到其他粒子,这样连续传递直到最初的能渐渐耗尽.压力向邻近空气传播的过程产生我们所说的声波（sound waves）.声波与水运动产生的水波不同,声波没有朝前的运动,只是空气粒子振动并产生松紧交替的压力,依次传递到人或动物的耳鼓产生相同的影响（也就是振动）,引起我们主观的“声音”效果.
判断不同的音高或音程,人的听觉遵守－条叫做“韦伯-费希纳定律”(Weber-Fechner law）的感觉法则.这条定律阐明：感觉的增加量和刺激的比率相等.音高的八度感觉是一个2:1的频率比.对声音响度的判断有两个“极限点”：听觉阀和痛觉阀.如果声音强度在听觉阀的极限点认为是1,声音强度在痛觉阀的极限点就是1兆.按照韦伯-费希纳定律,声学家使用的响度级是对数,基于10:1的强度比率,这就是我们知道的1贝（bel）.响度的感觉范围被分成12个大单位,1贝的增加量又分成10个称作分贝（decibel）的较小增加量,即1贝＝10分贝.1分贝的响度差别对我们的中声区听觉来说大约是人耳可感觉到的最小变化量.
当我们同时听两个振动频率相近的音时,它们的振动必然在固定的音程中以重合形式出现,在感觉上音响彼此互相加强,这样一次称为一个振差（beat）.钢琴调音师在调整某一弦的音高与另一弦一致的过程中,会听到振差在频率中减少,直到随正确的调音逐渐消失.当振差的速率超过每秒钟20次,就会听到一个轻声的低音.
当我们同时听两个很响的音时,会产生第三个音,即合成音或引发音（combination tone或resultant tone）.这个低音相当于两个音振动数的差,叫差音（difference tone）.还可以产生第四个音（一个弱而高的合成音）,它相当于两个音振动数的和,叫加成音（summation tone）.
同光线可以反射一样,亦有声反射（reflection of sound),比如我们都听到过的回声.同理,如果有阻碍物挡住了声振动的通行会产生声影（sound shadows）.然而不同于光振动,声振动倾向于围绕阻碍物“衍射”(diffract),并且不是任何固体都能产生一个完全的声影.大多数固体都程度不等地传递声振动,而只有少数固体（如玻璃）传递光振动.
共鸣（resonance）一词指一物体对一个特定音的响应,即这一物体由于那个音而振动.如果把两个调音相同的音叉放置在彼此靠近的地方,其中一个发声,另一个会产生和应振动,亦发出这个音.这时首先发音的音叉就是声音发生器（generator),随后和振的音叉就是共鸣器(resonator）.我们经常会发现教堂的某一窗户对管风琴的某个音产生反应,产生振动；房间里的某一金属或玻璃物体对特定的人声或乐器声也会产生类似的响应.
从共鸣这个词的严格科学意义说,这一现象是真正的共鸣（“再发声”）.这一词还有不太严格的用法.它有时指地板、墙壁及大厅顶棚对演奏或演唱的任何音而不局限于某个音的响应.一个大厅共鸣过分或是吸音过强（“太干”)都会使表演者和观众有不适感（一个有回声的大厅常被描述为“共鸣过分”,其实在单纯的声音反射和和应振动的增强之间有明确的区别）.混响时间应以声音每次减弱60分贝为限（原始辐射强度的百万分之一）.
墙壁和顶棚的制造材料应是既回响不过分又吸音不太强.声学工程师已经研究出建筑材料的吸音的综合效能系数,但是吸音能力难得在音高的整体幅面统一贯穿进行.只有木头或某些声学材料对整个频率范围有基本均等的吸音能力.放大器和扬声器可以用来（如今经常这样使用）克服建筑物原初设计不完善所带来的问题.大多数现代大厅建筑都可以进行电子“调音”,并备
有活动面板、活动天棚和混响室可适应任何类型正在演出的音乐.
声学是研究媒质中声波的产生、传播、接收、性质及其与其他物质相互作用的科学.
声学是经典物理学中历史最悠久而当前仍在前沿的一个分支学科.因而它既古老而又颇具年轻活力.
声学是物理学中很早就得到发展的学科.声音是自然界中非常普遍、直观的现象,它很早就被人们所认识,无论是中国还是古代希腊,对声音、特别是在音律方面都有相当的研究.我国在3400多年以前的商代对乐器的制造和乐律学就已有丰富的知识,以后在声音的产生、传播、乐器制造、乐律学以及建筑和生产技术中声学效应的应用等方面,都有许多丰富的经验总结和卓越的发现和发明.国外对声的研究亦开始得很早,早在公元前500年,毕达哥拉斯就研究了音阶与和声问题,而对声学的系统研究则始于17世纪初伽利略对单摆周期和物体振动的研究.17世纪牛顿力学形成,把声学现象和机械运动统一起来,促进了声学的发展.声学的基本理论早在19世纪中叶就已相当完善,当时许多优秀的数学家、物理学家都对它作出过卓越的贡献.1877年英国物理学家瑞利（Lord John William Rayleigh,1842～1919）发表巨著《声学原理》集其大成,使声学成为物理学中一门严谨的相对独立的分支学科,并由此拉开了现代声学的序幕.
声学又是当前物理学中最活跃的学科之一.声学日益密切地同声多种领域的现代科学技术紧密联系,形成众多的相对独立的分支学科,从最早形成的建筑声学、电声学直到目前仍在“定型”的“分子—量子声学”、“等离子体声学”和“地声学”等等,目前已超过20个,并且还有新的分支在不断产生.其中不仅涉及包括生命科学在内的几乎所有主要的基础自然科学,还在相当程度上涉及若干人文科学.这种广泛性在物理学的其它学科中,甚至在整个自然科学中也是不多见的.
在发展初期,声学原是为听觉服务的.理论上,声学研究声的产生、传播和接收；应用上,声学研究如何获得悦耳的音响效果,如何避免妨碍健康和影响工作的噪声,如何提高乐器和电声仪器的音质等等.随着科学技术的发展,人们发现声波的很多特性和作用,有的对听觉有影响,有的虽然对听觉并无影响,但对科学研究和生产技术却很重要,例如,利用声的传播特性来研究媒质的微观结构,利用声的作用来促进化学反应等等.因此,在近代声学中,一方面为听觉服务的研究和应用得到了进一步的发展,另一方面也开展了许多有关物理、化学、工程技术方面的研究和应用.声的概念不再局限在听觉范围以内,声振动和声波有更广泛的含义,几乎就是机械振动和机械波的同义词了.
自然界从宏观世界到微观世界,从简单的机械运动到复杂的生命运动,从工程技术到医学、生物学,从衣食住行到语言、音乐、艺术,都是现代声学研究和应用的领域.
声学的分支可以归纳为如下几个方面：
从频率上看,最早被人认识的自然是人耳能听到的“可听声”,即频率在20Hz～20000Hz的声波,它们涉及语言、音乐、房间音质、噪声等,分别对应于语言声学、音乐声学、房间声学以及噪声控制；另外还涉及人的听觉和生物发声,对应有生理声学、心理声学和生物声学；还有人耳听不到的声音,一是频率高于可听声上限的,即频率超过20000Hz的声音,有“超声学”,频率超过500MHz的超声称为“特超声”,其对应的波长约为10－8m量级,已可与分子大小相比拟,因而对应的“特超声学”也称为“微波声学”或“分子声学”.超声的频率还可以高1014Hz.二是频率低于可听声下限的,即是频率低于20Hz的声音,对应有“次声学”,随着次声频率的继续下降,次声波将从一般声波变为“声重力波”,这时必须考虑重力场的作用；频率继续下降以至变为“内重力波”,这时的波将完全由重力支配.次声的频率还可以低至10－4Hz.需要说明的是,从声波的特性和作用来看,所谓20Hz和20000Hz并不是明确的分界线.例如频率较高的可听声波,已具有超声波的某些特性和作用,因此在超声技术的研究领域内,也常包括高频可听声波的特性和作用的研究.
从振幅上看,有振幅足够小的一般声学,也可称为“线性（化）声学”,有大振幅的“非线性声学”.
从传声的媒质上看,有以空气为媒质的“空气声学”；还有“大气声学”,它与空气声学不同的是,它主要研究大范围内开阔大气中的声现象；有以海水和地壳为媒质的“水声学”和“地声学”；在物质第四态的等离子体中,同样存在声现象,为此,一门尚未成型的新分支“等离子体声学”正应运而生.
从声与其它运动形式的关系来看,还有“电声学”等等.
声学的分支虽然很多,但它们都是研究声波的产生、传播、接收和效应的,这是它们的共性.只不过是与不同的领域相结合,研究不同的频率、不同的强度、不同的媒质,适用于不同的范围,这就是它们的特殊性.
补：音调的高低与频率有关 最主要的：发声的物体在振动

现代音响技术（五）

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多媒体是计算机和视频技术的结合，实际上它是两个媒体；声音和图像，或者用现在的术语：音响和电视。多媒体本身有两个方面，和所有现代技术一样它是由硬件和软件，或机器和思想混合组成。光盘是多媒体的主要存储和交换媒体，也就是cd-rom

现代音响技术（六）

随着现代高新技术迅猛发展,先进的多媒体计算机具有多种特性的网络通讯技术已被引入到课堂.多媒体计算机集图像、图形、动画、音响等功能于一体,使传统的教学媒体与现代教学媒体有机地结合,相辅相成.它可以使教学内容更加丰富,方法更加新颖,手段更加多样,能够逐步实现课堂教学的整体优化.
巴浦洛夫曾经说过,在学习过程中如果有多种器官参加,就可提高大脑皮层的兴奋性.多媒体技术能够兼顾学生的兴趣、爱好、能力等各种因素依靠课堂教学的即时反馈调节给学生的大脑皮层以多层次、多部位的刺激.对学生的学习产生多种刺激作用,有利于学生生动活泼,主动地学习,达到开发智力、培养能力,陶冶情操、提高教学质量之目的.所以广大教师应顺应时代的需要,积极进行现代技术信息与课程整合的实践与探索.
一、创设情境,激发兴趣
孔子曰：知之者不如好知者,好知者不如乐之者.兴趣是开发智慧的钥匙,也是集中注意力的重要因素.好奇、好动是中小学学生突出的心理特征.他们常常是玩中学,在动中求知,在喜悦中索取,所以教师在教学中要创设情境,使学生对所学的知识产生浓厚的兴趣,使之产生情感共鸣,有效地参与学习活动.
教师要更新观念,转变教师的角色,要从知识的垄断者、传授者变为学生学习的引导者、帮助者、参与者,只有放下老师的架子与学生融为一体,才能创设民主、平等、和谐的学习氛围,才能恰当地应用新型教学模式,依托现代教育技术为学生提供大量、丰富的学习资源,指导学生自主学习、自主设计、自主探究、自主评价,最终达到自主发展的目的.
教育教学中,教师要充分利用现代教育技术创造出好的学习情境,提供生动活泼、形象直观,内容详实丰富、信息量大的具有交互功能的学习资源.因为课标中明确告诉我们：教师应高度重视课程资源的开发与利用.同时,也能使学生产生极强的求知欲望,使教育信息处于最佳的传输状态,学生的学习动机是自觉、积极的,由要我学变成我要学和我乐学,实现课堂中教师与学生两个积极性的最佳结合,为实现课堂教学的最优化创造有利的条件.使学生在主动积极的思维和情感活动中加深理解教学内容,获得思想启迪.
二、利用网络教室进行课堂互动,激发动机
整个中小学阶段,学生思维活泼,直观性强都是很突出的,因此,在教学中运用多媒体创设情境,帮助学生掌握感性知识是提高学生形象思维能力的一个重要手段.
近年来,大部分学校已建立了网络教室,它既能有学生相互学习,相互讨论的空间,又有互相监督、及时反馈的功能,在这种教室里上课本身就是一种课堂教学情境.教室内的布置、设备和特有的功能都给学生耳目一新的感觉.教学中,多媒体技术会给学生营造色彩缤纷、图文并茂、动情相融的教学情境,可使学生积极参与情感体验,能促使学生运用各种感官主动参与学习的认识活动,主动探索知识,大大激发其学习兴趣,充分发挥其主体的作用.教学中,师生之间、同学之间可以及时沟通,反馈学习效果.同时,教师在学生浓厚的学习兴趣中,注意引导一些意志薄弱的学生,鼓励其努力克服学习中的困难,使之主动解决,排除困扰,保持自我调控,大胆尝试,操作积极主动.
多媒体技术形象性强,感染力深,能激发学生的学习欲望,促使学生勤奋学习,努力向上,进而发展其智力.采用小组间交流,表现方式为屏幕显示、电子抢答等,教师把自己做好的课件播放给学生,让每个学生都通过显示器观看到课件的内容,达到师生交流,起到概括补充的作用,这样解决问题的效果更好.学生答题时,教师通过屏幕监视器发现哪个同学做得好,可指名为同学们作示范,做的不好的同学,老师可以对他进行指导,为使教学内容进一步深化,再把重点内容精彩的部分经教师剪辑后回放一遍,达到最佳效果.
三、创设情境,激发想象
心理学家认为：想象是人们对头脑记忆表象进行加工改造而建立新形象的心理过程.学生在阅读课文时需要想象,在头脑中再现课文里所描绘的情景,才能理解意境.形象力的培养,直接关系到学生能力的形成.爱因斯特说：想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界的一切,并且是知识进化的源泉.可见激发想象是多么重要.
首先,教师要恰当地利用多媒体技术为学生提供充分、细致观察的机会.因为观察是人类的认识自然的基本条件,是学生吸收知识的首要渠道,是学生智力赖以全面和谐发展的基础.观察与想象是密不可分,教师恰当地利用多媒体抓住机会激发其展开想象.这样,学生不仅体会了所学知识的思想感情,而且再造了作者的内心的情感,为学生展开了丰富的想象提供了足够的形声信息,使之领悟情感,达到预期的效果.
其次,利用多媒体技术,再现意境,古人曰：诗中有画,画中有诗.课文描写的情境,通过多媒体使其画面形、色放大后,再展现出来.新奇的景象,鲜艳的色彩就变得具体可见,帮助学生感受形象,进入情境,这样,课本内容就变得形象化了,学生的情感因素调动起来,学生也就进入了自由想象的空间,乐在其中.【现代音响技术】

现代音响技术（七）

光
光分为人造光和自然光.我们之所以能够看到客观世界中斑驳陆离、瞬息万变的景象,是因为眼睛接收物体发射、反射或散射的光.光与人类生活和社会实践有着密切的关系.
严格地说,光是人类眼睛所能观察到的一种辐射.由实验证明光就是电磁辐射,这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间.波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”.在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”.红外线和紫外线不能引起视觉,但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在.所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域,甚至X射线均被认为是光,而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分.
光具有波粒二象性,即既可把光看作是一种频率很高的电磁波（1012~1015赫兹）,也可把光看成是一个粒子,即光量子,简称光子.
光是地球生命的来源之一.
光是人类生活的依据.光是人类认识外部世界的工具.光是信息的理想载体或传播媒质.
据统计,人类感官收到外部世界的总信息中,至少90％以上通过眼睛……
光就其本质而言是一种电磁波,覆盖着电磁频谱一个相当宽（从X射线到远红外）的范围,只是波长比普通无线电波更短.人类肉眼所能看到的可见光只是整个电磁波谱的一部分.
当一束光投射到物体上时,会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象.
光波,包括红外线,它们的波长比微波更短,频率更高,因此,从电通信中的微波通信向光通信方向发展,是一种自然的也是一种必然的趋势.
普通光：一般情况下,光由许多光子组成,在荧光（普通的太阳光、灯光、烛光等）中,光子与光子之间,毫无关联,即波长不一样、相位不一样,偏振方向不一样、传播方向不一样,就象是一支无组织、无纪律的光子部队,各光子都是散兵游勇,不能做到行动一致.
激光——光学的新天地
激光光束中,所有光子都是相互关联的,即它们的频率（或波长）一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致.激光就好像是一支纪律严明的光子部队,行动一致,因而有着极强的战斗力.这就是为什么许多事情激光能做,而阳光、灯光、烛光不能做的主要原因.
一、激光技术应用简介
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术.激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为：
1.激光加工系统.包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统.
2.激光加工工艺.包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺.
激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件.目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半导体泵浦激光器.
激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等.使用激光器有YAG激光器和CO2激光器.
激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用,目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器.
激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业.激光打孔的迅速发展,主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w.国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中.目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主,也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器.
激光热处理：在汽车工业中应用广泛,如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理,同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛.我国的激光热处理应用远比国外广泛得多.目前使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器为主.
激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成.多用于模具和模型行业.目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主.
激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛.目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主.
二、激光加工技术及产业发展研究开发的重点
目前激光加工技术及产业发展研究开发的重点可归纳为：
(1)新一代工业激光器研究,目前处在技术上的更新时期,其标志是二极管泵浦全固态激光器的发展及应用.
(2)激光微细加工的应用研究.
(3)激光加工用大功率CO2和固体激光器及准分子激光器的机型研究,开发和研制专用配套的激光加工机床,提高激光器产品在生产线上稳定运行的周期.
(4)加工系统智能化,系统集成不仅是加工本身,而是带有实时检测、反馈处理,随着专家系统的建立,加工系统智能化已成为必然的发展趋势.
(5)建立激光加工设备参数的检测手段,并进行方法研究.
(6)激光切割技术研究.对现有的激光切割系统进行二次开发和产业化,提供性能好、价格便宜的2-3轴数控CO2切割机,并开展相应的切割工艺的研究,使该工艺广泛用于材料加工、汽车、航天及造船等领域.为此应着重在激光器外围装置,如：导光系统、过程监测和控制、喷咀、浮动装置的设计和研制以及CAD/CAM等方面开展工作.
(7)激光焊接技术研究.开展激光焊接工艺及材料、焊接工艺对设备要求及焊接过程参数监测和控制技术研究,从而掌握普通钢材、有色金属及特殊钢材的焊接工艺.
(8)激光表面处理技术研究.开展CAD/CAM技术、激光表面处理工艺、材料性能及激光表面处理工艺参数监测和控制研究,使激光表面处理工艺能较大幅度地应用于生产.
(9)激光加工光束质量及加工外围装置研究.研究各种激光加工工艺对激光光束的质量要求、激光光束和加工质量监控技术,光学系统及加工头设计和研制.
(10)开展激光加工工艺技术研究,重点是材料表面改性和热处理方面的研究和推广应用；开展激光快速成形技术的应用研究,拓宽激光应用领域.
三、激光技术是光电技术及产业的基础,将取代和推动传统电子信息产业
21世纪知识经济占主导地位,大力发展高新技术是迎接知识经济时代到来的必然选择.目前全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术,他必将成为21世纪的支柱产业.而在光电技术中,其基础技术之一就是激光技术.科学界预测,到2005年,光电产业的产值将达到电子产业产值水平,到2010年,以光电信息技术为主导的信息产业将形成5万亿美元的产业规模,到2010年至2015年,光电产业可能会取代传统电子产业.光电技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步.
21世纪的激光技术与产业的发展将支撑并推进高速、宽带、海量的光通信以及网络通信,并将引发一场照明技术革命,小巧、可靠、寿命长、节能半导体(LED)将主导市场,此外将推出品种繁多的光电子消费类产品 (如VCD、D VD、数码相机、新型彩电、掌上电脑电子产品、智能手机、手持音响播放设备、摄影、投影和成像、办公自动化光电设备如激光打印、传真和复印等)以及新型的信息显示技术产品(如CRT、LCD及PDP、 FED、OEL平板显示器等 )并进入人们的日常生活中.激光产品已成为现代武器的"眼睛"和"神经",光电子军事装备将改变21世纪战争的格局.
在未来推动光电产业快速发展的进程中,激光技术与其他技术应用领域的结合有以下方面：
1.激光化学：传统的化学过程,一般是把反应物混合在一起,然后往往需要加热 (或者还要加压).加热的缺点,在于分子因增加能量而产生不规则运动,这种运动破坏原有的化学键,结合成新的键,而这些不规则运动破坏或产生的键,会阻碍预期的化学反应的进行.
但是如果用激光来指挥化学反应,不仅能克服上述不规则运动,而且还能获得更大的好处.这是因为激光携带着高度集中而均匀的能量,可精确地打在分子的键上,比如利用不同波长的紫外激光,打在硫化氢等分子上,改变两激光束的相位差,则控制了该分子的断裂过程.也可利用改变激光脉冲波形的方法,十分精确和有效地把能量打在分子身上, 触发某种预期的反应.
激光化学的应用非常广泛.制药工业是第一个得益的领域.应用激光化学技术,不仅能加速药物的合成,而又可把不需要的副产品剔在一旁,使得某些药物变得更安全可靠,价格也可降低一些.又如,利用激光控制半导体,就可改进新的光学开关,从而改进电脑和通信系统.激光化学虽然尚处于起步阶段,但其前景十分光明.
2.激光医疗：激光在医学上的应用分为两大类：激光诊断与激光治疗,前者是以激光作为信息载体,后者则以激光作为能量载体.多年来,激光技术已成为临床治疗的有效手段,也成为发展医学诊断的关键技术.它解决了医学中的许多难题,为医学的发展做出了贡献.现在,在基础研究、新技术开发以及新设备研制和生产等诸多方面都保持持续的、强劲的发展势头.
当前激光医学的出色应用研究主要表现在以下方面：光动力疗法治癌；激光治疗心血管疾病；准分子激光角膜成形术；激光治疗前列腺良性增生；激光美容术；激光纤维内窥镜手术；激光腹腔镜手术；激光胸腔镜手术；激光关节镜手术；激光碎石术；激光外科手术；激光在吻合术上的应用；激光在口腔、颌面外科及牙科方面的应用；弱激光疗法等.
激光医疗近期研究重点包括：
(1)研究激光与生物组织间的作用关系,特别是在诸多有效疗法中已获得重要应用的激光与生物组织间的作用关系；研究不同激光参数( 包括波长、功率密度、能量密度与运转方式等)对不同生物组织、人体器官组织及病变组织的作用关系,取得系统的数据；
(2)研究弱激光的细胞生物学效应及其作用机制,包括；弱激光与细胞生物学现象(基因调控和细胞凋亡) 的关系、弱激光镇痛的分子生物学机制以及弱激光与细胞免疫(抗菌、抗毒素、抗病毒等)的关系及其机制；
(3)深入开展有关光动力疗法机制、激光介入治疗、激光心血管成形术与心肌血管重建机制的研究,积极开拓其他新的激光医疗技术.
(4)对医学光子技术中重要的、新颖的光子器件和仪器设置进行开发性研究,例如：研制医用半导体激光系统、角膜成形与血管成形用准分子激光设备、激光美容(换皮去皱、植发)设备或其他新激光设备,开拓新工作波段的医用激光系统以及开发Ho：YAG及Er：YAG激光手术刀等.
3.超快超强激光：超快超强激光主要以飞秒激光的研究与应用为主,作为一种独特的科学研究的工具和手段,飞秒激光的主要应用可以概括为三个方面,即飞秒激光在超快领域内的应用、在超强领域内的应用和在超微细加工中的应用.
飞秒激光在超快现象研究领域中所起到的是一种快速过程诊断的作用.飞秒激光尤如一个极为精细的时钟和一架超高速的"相机"可以将自然界中特别是原子、分子水平上的一些快速过程分析、记录下来.
飞秒激光在超强领域中的应用(又称为强场物理)归因于具有一定能量的飞秒脉冲的峰值功率和光强可以非常之高.这样的强光所对应的电磁场会远大于原子中的库仑场,从而很容易地将原子中的电子统统剥落出去.因此,飞秒激光是研究原子,分子体系高阶非线性、多光子过程的重要工具.与飞秒激光相应的能量密度只有在核爆炸中才可能存在. 飞秒强光可以用来产生相干X射线和其它极短波长的光,可以用于受控核聚变的研究.
飞秒激光用于超微细加工是飞秒激光用于超快现象研究和超强现象研究之外的又一个飞秒激光技术的重要的应用研究领域.这一应用是近几年才开始发展起来的,目前已有了不少重要的进展.与飞秒超快和飞秒超强研究有所不同的是飞秒激光超微细加工与先进的制造技术紧密相关,对某些关键工业生产技术的发展可以起到更直接的推动作用.飞秒激光超微细加工是当今世界激光、光电子行业中的一个极为引人注目的前沿研究方向.
4.新型激光器研究：激光测距仪是激光在军事上应用的起点,将其应用到火炮系统,大大提高了火炮射击精度.激光雷达相比于无线电雷达,由于激光发散角小,方向性好,因此其测量精度大幅度提高.由于同样的原因,激光雷达不存在"盲区",因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测量.但由于大气的影响,激光雷达并不适宜在大范围内搜索,还只能作为无线电雷达的有力补足.还有精确的激光制导导弹,以及模拟战场上使用的激光武器技术运用.在激光实战演习的战场上,酷似实际战争场面.
激光武器的优点；无需进行弹道计算；无后坐力；操作简便,机动灵活,使用范围广；无放射性污染,效费比高.
激光武器的分类：不同功率密度,不同输出波形,不同波长的激光,在与不同目标材料相互作用时,会产生不同的杀伤破坏效应.激光器的种类繁多,名称各异.按工作介质区分,目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等.按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型,按其用途还可分为战术型和战 略型两类,即战术激光武器和战略激光武器.
激光,是一种自然界原本不存在的,因受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光.物理学家把产生激光的机理溯源到1917年爱因斯坦解释黑体辐射定律时提出的假说,即光的吸收和发射可经由受激吸收、受激辐射和自发辐射三种基本过程.众所周知,任何一种光源的发光都与其物质内部粒子的运动状态有关.当处于低能级上的粒子（原子、分子或离子）吸收了适当频率外来能量（光）被激发而跃迁到相应的高能级上（受激吸收）后,总是力图跃迁到较低的能级去,同时将多余的能量以光子形式释放出来.如果光是在没有外来光子作用下自发地释放出来的（自发辐射）,此时被释放的光即为普通的光（如电灯、霓虹灯等）,其特点是光的频率大小、方向和步调都很不一致.但如果是在外来光子直接作用下由高能级向低能级跃迁时将多余的能量以光子形式释放出来（受激辐射）,被释放的光子则与外来的入射光子在频率、位相、传播方向等方面完全一致,这就意味着外来光得到了加强,我们称之为光放大.显然,如果通过受激吸收,使处于高能级的粒子数比处于低能级的越多（粒子数反转）,这种光的放大现象就越明显,这时就有可能形成激光了.
激光之所以被誉为神奇的光,是因为它有普通光所完全不具备的四大特性.
1.方向性好 ——普通光源（太阳、白炽灯或荧光灯）向四面八方发光,而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内（图8-9）,这就使得在照射方向上的照度提高千万倍.激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性.
2.亮度高 ——激光是当代最亮的光源,只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟.太阳光亮度大约是103瓦／（厘米2.球面度）,而一台大功率激光器的输出光亮度经太阳光高出7～14个数量级.这样,尽管激光的总能量并不一定很大,但由于能量高度集中,很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温.激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性.
3.单色性好 ——光是一种电磁波.光的颜色取决于它的波长.普通光源发出的光通常包含着各种波长,是各种颜色光的混合.太阳光包含红、登、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的可见光及红外光、紫外光等不可见光.而某种激光的波长,只集中在十分窄的光谱波段或频率范围内.如氦氖激光的波长为632.8纳米,其波长变化范围不到万分之一纳米.由于激光的单色性好,为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段.
4.相干性好 ——干涉是波动现象的一种属性.基于激光具有高方向性和高单色性的特性,它必然相干性极好.激光的这一特性使全息照相成为现实. ——所谓激光技术,就是探索开发各种产生激光的方法以及探索应用激光的这些特性为人类造福的技术的总称.自1960年美国研制成功世界上第一台红宝石激光器,我国也于1961年研制成功国产首台红宝石激光器以来,激光技术被认为是20世纪继量子物理学、无线电技术、原子能技术、半导体技术、电子计算机技术之后的又一重大科学技术新成就.30多年来,激光技术得到突飞猛进的发展,不仅研制了各个特色的多种多样的激光器,而且激光应用领域不断拓展,并形成了激光唱盘唱机、激光医疗、激光加工、激光全息照相、激光照排印刷、激光打印以及激光武器等一系列新兴产业.激光技术的飞速发展,使其成为当今新技术革命的“带头技术”之一.

现代音响技术（八）

20世纪80年代以来，在我国的珠江三角洲，以惠州的音响整机生产厂家为核心，形成了大批音响零件生产厂家的工业集聚。读下图，回答1—3题。

1、该地区音响生产厂商之间工业联系的类型是

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A、空间利用上的工业联系 B、专业化工序上的工业联系 C、车间生产流程上的工业联系 D、兼具空间利用和专业化工序上的工业联系

2、该地区音响生产工业集聚的优势是：     ①可以加强各企业间的信息交流和技术协作 ②降低中间产品的运输费用和能源消耗     ③降低生产成本，提高生产效率和利润，取得规模效益 ④降低产品设计费用

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A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④

3、为该地区音响的工业地域联系提供最强有力支持的现代化交通运输方式是

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A、航空 B、铁路 C、水运 D、高速公路

现代音响技术（九）

编钟是我国古代的一种打击乐器,用青铜铸成,它由大小不同的扁圆钟按照音调高低的次序排列起来,悬挂在一个巨大的钟架上,用丁字形的木锤和长形的棒分别敲打铜钟,能发出不同的乐音,因为每个钟的音调不同,按音谱敲打,可以演奏出美妙的乐曲.
根据文献记载和出土文物,发现我国在西周时期就有了编钟,那时候的编钟一般是由大小3枚组合起来的.春秋末期到战国时期的编钟数目就逐渐增多了,有9枚一组的和13枚一组的,等等……1978年,湖北随州一座战国时代（约公元前433年）的曾侯乙墓出土的编钟,是至今为止所发现的成套编钟中最引人注目前一套,这套编钟之大,足以占满一个现代音乐厅的整个舞台.曾侯乙墓编钟由19个钮钟、45个甬钟,外加楚惠王送的一件大傅钟共65件组成.这些钟分3层8组挂在钟架上,直挂在上层的3组叫钮钟,斜悬在中下层的5组叫甬钟,其中最小的一个钮钟高20．4厘米、质量为2．4千克,在演奏中能起定调作用,最大的一个低音甬钟高达153．4厘米、质量为203．6千克,全套编钟总质量在2500千克以上.钟架是铜木结构的,它的外形呈直角曲尺形（如┏）,全长10米以上,上下3层,高273米,由6个佩剑的青铜武士和几根圆柱承托.整套编钟和梁架气势宏大、壮观无比.演奏时乐队由几个人组成,用6只丁字形木锤敲高、中音,用两根长形棒撞低音.经声学专家研究,编钟中的每只钟都可以发出两个不同的乐音,只要准确地敲击钟上标音的位置,它就能发出合乎一定频率的乐音,整套编钟能奏出现代钢琴上的所有黑白键的音响.这套编钟的定音频率为256．4赫,与现在钢琴上的中央“C”频率几乎完全相等.
曾侯乙编钟用料是铜、锡、铝合金,全套编钟上装饰有人、兽、龙等花纹,铸制精美,花纹细致清晰,并刻有错金铭文,用以标明各钟的发音音调,它是公元前433年的实物.可见,远在2400多年以前.我国的音乐文化和铸造技术已经发展到相当高的水平,它比欧洲十二平均律的键盘乐器的出现要早将近2000年.
早在3500年前的商代,中国就有了编钟,不过那时的编钟多为三枚一套.后来随着时代的发展,每套编钟的个数也不断增加.古代的编钟多用于宫廷的演奏,在民间很少流传,每逢征战、朝见或祭祀等活动时,都要演奏编钟.
在中国古代,编钟是上层社会专用的乐器,是等级和权力的象征.近代,在中国云南、山西和湖北等地的古代王侯贵族的墓葬中,曾先后出土了许多古代的编钟.其中最引人注目的是在湖北随县曾侯乙墓发现的曾侯乙编钟.这套编钟工艺精美,音域可以达到五个八度,音阶结构接近于现代的C大调七声音阶.另外,编钟上还标有和乐律有关的铭文2800多字,记录了许多音乐术语,显示了中国古代音乐文化的先进水平.曾侯乙编钟是目前中国出土数量最多、规模最大、保存较好的编钟,被誉为人类文化史上的奇迹. 编钟音乐清脆明亮,悠扬动听,能奏出歌唱一样的旋律,又有歌钟之称.
用曾侯乙编钟演奏的乐曲《楚商》.乐曲表现了中国古代诗人屈原被流放时的悲愤之情.
西周编钟
1985年8月25日杨家村出土了西周时期编钟一架.这架大型编钟,总重量为340公斤.它在西周考古发现中是不多见的稀世文物.
　　这架乐器,共为4组,铸造的时间各不同,可能为一个家族数代人的制品.它对我们研究西周“钟”,“”的演变规律将有很大的帮助.从器物的用途看,既有编组使用的,又有单独使用的.从“”来看,以前出土实物不多,传世的有“克”,上海博物馆收藏有“四虎”等,但都是单个出现.杨家村“编”,属于西周晚期遗物,是目前已知资料中最早最完整的一套.另外,从“钟”的铭文看,对研究西周社会史和官职制度等方面的问题,提供了珍贵的实物资料,同时充分证明编钟无愧为我国古代众乐之首,击之耳边荡漾着雄浑凝重的“金石之声”,形象地再现了中华民族的古老文明,充分显示了我们祖先伟大的创造力,使人大开眼界,惊叹不已!
　　被誉为“国宝”的编钟古乐器,从1954以来,在我省出土过多次.《隋书·音乐志》载：编钟“各应律吕,大小以次,编而悬之.”编悬的木架,西周时叫“(xuān)”,呈“月”形.演奏时用小木槌敲击,音色纯净,旋律优雅,音域宽广,表现力丰富.高音昂扬,惊天动地；低音浑厚,沉雄飞扬,演奏起来八音齐鸣,古音神韵娓娓动听.
　　编钟是西周时代祭祀、朝聘、宴享、歌伎的主要和声乐器,尤其适合于伴奏,富有中国古乐的独特风貌.西周时还以此礼乐制度规定名位、等级.编钟是王公贵族权势的标志.
　　西周编钟,距今至少有3000年的历史.那时候,地球上大部分地区还是荒无人烟,有些地方虽有人群,却过着“茹毛饮血”的原始生活.那时,我们这里的祖先不但越过了钻木取火的时代,而且已达到了能用火冶炼青铜铸造编钟的先进时期,它是中国古代科学文化高度发展的结晶.

现代音响技术（十）

非天然的电磁辐射来源一般有以下四种途径：
（1）来源于无线电发射台,如广播、电视发射台、雷达系统等.
（2）来源于工频强电系统,如高压输变电线路、变电站等.
（3）来源于应用电磁能的工业、医疗及科研设备,如电子仪器、医疗设备、激光照拍设备和办公自动化设备等.
（4）来源于人们日常使用的家用电器,如微波炉、电冰箱、空调、电热毯、电视机、录像机、电脑、手机等.
电磁辐射的危害：
电磁辐射虽然无色、无味、无形,但可以穿透包括人体在内的多种物质,较大能量的电磁辐射对人体有较大的影响,如使人出现头疼、心悸、失眠、记忆力减退、白细胞减少、视力下降,甚至影响儿童发育.据我国优生优育协会的统计表明,全国每年出生的200O多万新生儿中,接近120万为缺陷儿,专家指出,导致婴儿缺陷因素中,电磁辐射危害最大.另有研究结果表明,微波炉所产生的电磁波可能诱发白内障、导致大脑异常,甚至降低生育能力等.
根据世界卫生组织、国际非电离辐射防护委员会等权威部门提供的详实数据,金融证券行业、广播电视行业、IT行业、电力行业、通信行业、民航、铁路、采用高频理疗设备的医疗行业、大量使用仪器仪表设备的科研行业、采用微波电器设备的工业、现代化办公设备相当普及的行业、拥有电脑及手机等现代生活工具的人类等人群被认定为存在电磁辐射的高危人群.
可见,将电磁辐射称为 “无形杀手”是有过之而无不及.
电磁辐射的防护：
电磁辐射的危害及防护工作已经引起世界各国的高度重视.联合国人类环境会议曾明确要求各国政府加强电磁辐射污染防治工作.我国已决定自1999年1月1日起,对计算机、显示器、打印机、开关电源、电视机、音响6种进口商品实施电磁兼容强制检测,对不合格产品一律拒之于国门外.国家经贸委及中国消费者协会也早就下文强调电磁辐射需加防护!目前,防止电磁辐射的主要措施一般有以下几种.
1、距离防护
根据电磁场强度在传播过程中随距离的加大而减弱的原理,可以采取远离辐射源的方法,使工作地点位于辐射强度最小的地方,避免在靠近辐射源的正前方工作或停留.如在手机接通或者拨出时,手机应尽可能远离身体,在通话的过程中,人体与手机天线也要保持一定的距离.
2、屏蔽防护与个人防护相结合
在无法远离电子产品和电磁辐射环境的情况下,人们可以利用有效的方法,将电磁能量限制在规定的空间内,阻止其传播扩散；另一方面,人们也可以穿戴专用的防护衣帽和眼镜,加强对自己的内脏系统、泌尿生殖系统和眼部进行防护.目前,世界各国的专家们已经研制出了大量的电磁防护产品,如防护墙纸、防护透明薄膜、屏蔽服、防护眼镜、“护胎宝”围裙、移动电话防辐射屏、计算机显示器防护屏、计算机电磁辐射防护罩等,这些产品都能起到很好的防护作用.
3、加强锻炼与合理饮食
加强锻炼,增强体质,能提高自身免疫能力.另外,平时多喝绿茶,多吃一些富含维生素B的食物,如胡萝卜、海带、油菜、卷心菜及动物肝脏等,也有利于调节人体电磁场紊乱状态,增加机体抵抗电磁辐射污染的能力.
诚然,电磁辐射可引起人体不适甚至可能对人体产生严重的危害,但并不意味着只要有电磁辐射,人们就会大祸临头.其实,在当今社会,我们每个人都生活在电磁辐射之中,如打电话、看电视都会受到一定的电磁辐射.所以说,我们并不要因噎废食、谈辐色变,只要正确认识并做好充分的保护措施,就能把电磁辐射减少到人体能够承受的最低程度,人们既能充分享受现代科学技术带来的便利,又能保持健康的身体和愉悦的心情,鱼和熊掌同时兼得,何乐而不为呢.

现代音响技术

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