音色

---

引言

声波展现了波所具有的各种特性，但具体来说，它展现了频率、音高、音色和响度的概念。在所有这些特性中，音色展现了我们感知到的声音的差异。在日常生活中，音色的概念帮助我们区分我们感知到的各种物体的不同声音。声音不仅来自不同的物体，而且由于声音波中存在的音色特性，我们也能区分不同人的声音。

音色的定义

音色被定义为两种具有相同频率的声波所表现出的区别特征。

然而，需要注意的是，声波来自不同的声源，音色的概念决定了由特定材料形成的声波的性质 (Yan & Tu, 2022)。

需要注意的是，音色表示声波中所具有的特性。但是，如果中高频谐波变化4dB，或者低频谐波变化10dB，就可以观察到音色的差异。

图1：声波的音高和频率

音色的理论基础

为了理解与音色相关的理论，有必要了解谐波这个术语。谐波是指由多个频率组成的音质。

然而，最低波形的频率被定义为在乐谱中注意到的音高。简单来说，音色指的是具有基频，此外还会有七个谐波 (Siedenburg *et al.*, 2019)。

因此，需要注意的是，如果声波不显示此特性，那么人类将无法区分声音及其各自的来源。

音色的特性

音色的方面似乎具有多种特性，因为它在声波中具有区别性。它包括以下特性：沉闷、厚重、鼻音、冰冷、细腻、丰富、浓厚、清澈、单薄和轻盈 (Hyperphysics.phy-astr.gsu, 2022)。

这是因为音色显示了两个声源及其各自特性的区别质量。

图2：声波的音色质量

不同类型的音色

可以观察到几种类型的音色，它们区分来自不同来源的各种声波。然而，音色的类型包括谐音、单音、伴奏和复音。谐音显示在音乐会上演奏的相同节奏，而复音是在独立音乐的部分重叠或重合时观察到的 (Animations.physics.unsw, 2022)。

在伴奏的情况下，音色的概念往往具有更好的声波质量。然而，在单音的情况下，只演奏一条音乐线条。

影响音色的因素

根据乐器不同，声波产生的音色质量会受到多种因素的影响。例如，音色取决于个人如何将空气吹入双簧管，因为这往往会造成来自粒子源的声波频率的差异 (Soundpiper, 2022)。

然而，声音的接收方式也会影响个人感知到的音色质量。诸如强制送气、身体姿势、呼吸控制等概念决定了音色的性质和质量 (Physics.illinois, 2022)。

还可以看出，频率的微小变化也会造成音色的差异。然而，此因素取决于人类耳朵的感知，并且与所考虑声波的音高和强度相关。

除此之外，乐器的形状和声音包络也决定了声波的音色。例如，即使音乐家演奏相同的音符，从不同的乐器演奏出来的声波也会有所不同。

图3：感知量和物理量之间的关系

结论

在这项研究中，重点是深入了解声波产生的音色及其质量。

可以看出，由于这种独特的特性，人类能够区分声波来自何种来源。可以注意到，如果声波不显示这种性质，那么人类就无法区分声源。然而，有几个因素似乎会影响音色的性质，有时可能会导致难以理解其确切来源。

常见问题解答 (FAQs)

Q1. 音色的起源是什么？

A1：音色一词在音乐和物理学领域都被使用，但它与声音质量的现象有关。音色的起源取决于波的形式，波的形式在泛音或谐波的数量、各自的频率以及相对强度方面差异很大。

Q2. 哪些乐器与音色现象相关？

A2：音色指的是与多种乐器相关的听觉感觉质量，包括吉他。这是因为音色是从弦乐器或管乐器中观察到的。

Q3. 什么被称为音色波？

A3：在物理学领域，音色波是指主要取决于其产生材料的声波特性。然而，它可以与波中发现的音符区分开来。音色波与声波的音高、响度和频率的概念相关。