有關(guān)描述聲波的物理量包括正弦波、頻率、周期、強(qiáng)度和振幅、分貝、聲速、波長(zhǎng)。
1.正弦波 音叉振動(dòng)產(chǎn)生出來的聲音是純音,只有疏波和密波在簡(jiǎn)單的交替進(jìn)行,而且只含有一個(gè)頻率信號(hào)。一個(gè)完整的純音包括一個(gè)疏波和一個(gè)密波,可用正弦波圖表示。橫軸表示時(shí)間,縱軸表示聲波的強(qiáng)度。音叉振動(dòng)的幅度與所用的力成正比,用的力越大,音叉振動(dòng)的幅度就越大。

2.頻率 單位時(shí)間內(nèi)物體振動(dòng)的次數(shù)(次/秒),用 Hz 表示。一個(gè)正弦波周期,是從0到最大密波,回降到0,再到最大疏波,又返回0的過程,一個(gè)周期是360度。
3.周期 即完成一次周期性振動(dòng)所需要的時(shí)間。例如,一個(gè)250 Hz 的純音是指純音在一秒內(nèi)振動(dòng)了250次,完成一次振動(dòng)所需的時(shí)間為周期( T )=1/f=1/250=0.004 s 或4 ms ,而8000 Hz 純音完成一次振動(dòng)所需時(shí)間為1/8000=0.000125 s =0.125 ms 。
4.強(qiáng)度和振幅 振幅是描述物體振動(dòng)時(shí)傳遞能量的大小,單位是分貝( dB )。
5.分貝 人耳能聽到的范圍極廣,引起聽閾的最小聲強(qiáng)和引起痛覺的最小聲強(qiáng)之間相差100萬倍,計(jì)數(shù)太大不夠方便。如果將一絕對(duì)聲強(qiáng)做為基準(zhǔn)聲強(qiáng),將某聲強(qiáng)的絕對(duì)值轉(zhuǎn)化為與基準(zhǔn)聲強(qiáng)的比值,則該比值就稱為某聲強(qiáng)的級(jí)。將聲強(qiáng)的級(jí)取以10為底的對(duì)數(shù),就可以將聽閾和痛閾之間的102倍的差值轉(zhuǎn)化成差值為12的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)單位為貝爾( Bell ),貝爾計(jì)數(shù)雖然方便但分級(jí)不夠精細(xì),因此以1/10貝爾——分貝( dB )為計(jì)數(shù)單位。某個(gè)聲音的聲強(qiáng)級(jí)(聲壓級(jí))是多少 dB ,表示該聲音的聲強(qiáng)級(jí)(聲壓級(jí))與基準(zhǔn)聲強(qiáng)(聲壓)的比值是多少。
6.聲速 聲波在一定媒質(zhì)中的傳播速度叫做聲速或波速,單位為米/秒( m / s )。聲速與媒質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和分子運(yùn)動(dòng)的活躍程度有密切關(guān)系。媒質(zhì)分子結(jié)構(gòu)越緊密,內(nèi)耗特性越小,聲速值就越大。聲波在空氣、水和鋼鐵中的速度比值約為1:4:12。媒質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的活躍程度與溫度有關(guān),當(dāng)媒質(zhì)溫度升高時(shí),聲速相應(yīng)增大,以空氣為例,大氣溫度每改變10℃,聲速相應(yīng)增減6m/ s ,常溫下聲音在空氣中的傳播速度為340 m / s ,聲音傳播的速度與頻率無關(guān),高頻聲一秒傳播的距離與低頻聲一樣。
7.波長(zhǎng) 在傳播聲波的媒質(zhì)中,質(zhì)點(diǎn)沿聲波方向振動(dòng)1個(gè)周期所傳播的距離,或者說在波形上相位相同的相鄰兩點(diǎn)的距離,即稱為波長(zhǎng)。波長(zhǎng)、頻率和速度,這三者是相互聯(lián)系的。公式為:頻率=速度/波長(zhǎng)
8.相位 指振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)某一瞬間在振動(dòng)周期相應(yīng)的時(shí)間位置。在一個(gè)周期中,0°和360°相位相同。一個(gè)周期以360°計(jì)算,當(dāng)時(shí)間位置相差360°時(shí),相位差為0°。當(dāng)時(shí)間位置相差1/2周期時(shí),相位差為180°。在0°~180°的半周范圍內(nèi)為密相聲波,另半周則為疏相聲波。疏相作用于鐙骨底板時(shí)底板外移,基底膜向上移,一般認(rèn)為這時(shí)毛細(xì)胞和聽神經(jīng)纖維被興奮。頻率相等的兩個(gè)聲音同時(shí)給聲的話就會(huì)有相同的相位,兩者結(jié)合后會(huì)產(chǎn)生更疏的疏波和更密的密波,它們的結(jié)合使聲波的振幅更大,音量更響。相位也可以指聲源相對(duì)于聽者的方向或位置,當(dāng)雙耳同時(shí)聽到聲音時(shí),相位疊加,其結(jié)果是使聲音顯得更響。當(dāng)聲音一前一后分別到達(dá)雙耳時(shí),相位稍有不同,這就是判定聲源方向,確定聲源位置的依據(jù)。
9.聲強(qiáng) 聲強(qiáng)是聲音的一種屬性,一個(gè)振動(dòng)的物體如音叉,可使空氣分子來回運(yùn)動(dòng),當(dāng)這些氣壓變化以
瓦特/厘米來測(cè)量時(shí),這個(gè)壓力即為聲強(qiáng)。只要在某個(gè)表面施力,就會(huì)產(chǎn)生壓力,當(dāng)聲強(qiáng)碰到鼓膜或麥克風(fēng)時(shí),就轉(zhuǎn)換成了聲壓。