一、听觉的物理刺激和音感

（一）声波及其特征

听觉（audition）是个体对声波物理特征的反映。频率为 16 赫～20000赫的机械波为声波。听觉的适宜刺激是声波。声波是弹性媒质中物体振动所激起的纵波。当空气振动波到达我们耳内时，就产生听觉（参见图 7-1）。图 7-2 是一个机械振荡器振动扬声器产生声波直至画出正弦曲线的模拟

装置。这个装置类似于蒸汽机火车头的汽缸动力装置。图中的圆轮即为机械振荡器，与它相联的为两个活塞，左边的活塞带动画笔，描绘运动曲线；右边的活塞振动膜片，使扬声器发音，再由麦克风传到示波器中，显示出声波的波形图。在实验操作中，当我们改变圆轮的转速，如使其逐渐加快，则扬声器中发出的声音会由“粗”变为“细”，同时，记录纸和示波器上的图形也会发生相应的变化——波纹由疏变密，频率增加但振幅不变；而当我们改变圆轮的半径，使其不断增加，则扬声器中的声音逐渐加大，波形记录上的频率不发生变化而振幅却相应加大。通过这个演示实验，我们可以知道，声源振动频率可以改变声音的高低，而振幅可以使声音的强度发生变化（参见图 7-4）。

从图 7-2 上看到，扬声器所发出的声音的频率、振幅都是由圆轮及其转动所决定的。由于声音的波形为正弦曲线，所以这种音为纯音。在日常生活中，纯音一般是很难听到的，通常只有在实验室中由音叉或机械（电子）振荡器才能产生。在现实生活中，我们听到的是由若干波形混合而成的复合音， 如各种汽车产生的噪音、电子琴发出的乐音和人的言语等等。纯音和复合音区分的根据是声波的线性特征，即是否可以进行波形的分解；而复合音中的乐音和噪音区分的根据是声波是否有周期性即规律性振动，当然，人的主观舒适感也是一个十分重要的指标。例如，受许多青年人欢迎的迪斯科音乐， 却被某些老年人称作噪音。言语音是复合音中的一种特殊现象，它不可以简

单地视作乐音或噪音。

听觉刺激声波和视觉刺激电磁波均有三个主要特征，即频率、振幅和波形。与此相应，听觉有音高、响度和音色的区别。如果把声音和颜色类比的话，可发现二者的对应关系，见表（7-1）。