因為工作上的原因,種花家需要經常做一些關於教育培訓的事情,有時候圖省事就會把授課過程做個錄屏錄音,然而意想不到的事情發生了,按畫面剪輯完,有時候要補一些錄音與字幕時才發現,自己的聲音簡直就沒法再聽哪怕是是一秒!
很多時候做音頻或者電話時,總覺得自己的聲音足以迷倒一大片迷妹,但誰又能知道,竟然如此難以入耳,為什麼會發生這樣的事情?科學又是怎麼解釋的?
這個問題非常有趣,必須得了解下聲音是怎麼產生與傳播的!簡單的理解,聲音是通過振動產生,經過空氣傳播,被耳朵的鼓膜拾取之後產生生物電信號,到達大腦,經過腦補後我們聽到了聲音!
聲波需要通過介質才能傳導,比如空氣就是聲波傳導的介質,聲波也是一種機械波,介質的性質與傳播速度直接相關!兩者之間的關係是傳播速度與介質的密度和楊氏模量有關,以在柱型介質傳播的縱波為例,機械波的波速公式為:
Y是壓縮模量,通俗的說就是描述介質「軟硬」程度,μ是單位長度介質的質量,也可以用密度來理解。當μ一定時,v與Y呈正相關,所以給人的感覺就是介質越硬,傳播速度就越快!
人是怎麼從喉嚨裡發出發出聲音的呢?
發出聲音不是很簡單麼,大喊一聲不就發聲了嗎?其實發聲過程還真就那麼簡單,氣流衝擊聲帶,振動發出聲音,調整聲帶的張力,就能改變聲音的頻率。說話和唱歌時,肺部呼出的氣流通過聲門附近的狹窄的氣道,氣流加快,兩片聲帶互相靠近,合攏,氣流累積再次推開!
周而復始,聲帶和空氣相互作用的振動就是聲音的來源!男生的聲帶一般比女生要粗寬一些,因此男生的聲音基頻比較低,這就是男生的聲音比較低沉的原因!如果發生呼吸道感染,聲帶表面粘液增加,那麼氣流通過的振動就會受到影響,此時發聲會比較沙啞,甚至難以分辨等!
講話和聲音的區別
很多朋友都以為講話和發聲是同一種過程,但其實完全是兩個不同的過程!猩猩不會說話並不是因為聲帶的原因,儘管它們和人類聲帶有區別,但據科學家建立的猩猩聲帶模型發現,它們足以發出不同的聲音,而這就包括最基本的5個元音字母:A、E、I、O、U!
但猩猩仍然不能說話,只能發出最簡單的噢噢噢和部分單調的叫聲,因為說話不只是聲帶的問題,還有呼吸與口腔舌頭以及鼻腔等關鍵器官的配合,而這需要大腦中高級語言功能區域來控制協調!因此人類是動物中唯一有完整語言能力的動物!
聽到的錄音為什麼和我們講話不一樣?
前面說了那麼多廢話,下面就可以做一個簡單的分析了,我們從聲帶發出聲音,經過口腔諧振,然後肌肉與舌頭的完美配合,發出了聲音,到此時聲音已經轉換成了語言中的音節,不會再變化了!
但從此時開始到耳朵鼓膜的過程就有區別了,因為從此時開始,聲音會存在兩個傳播通道,第一個是我們熟悉的空氣傳播,我們聽到的幾乎所有聲音都是通過空氣傳播而來的,因此我們最熟悉也是這種方式!
但對於我們自己的聲音還有一種內部傳播的通道,也就是骨傳導,從上文的公式中我們可以知道,越硬的東西聲波傳播越快,因此從理論上看從骨傳導的聲音會比空氣傳播的聲音先到達,但兩者差別極其細微,其實我們難以分辨前後!但對于波長改變是存在的,並且我們的耳朵在聽到的不只是口腔共鳴的聲音,還有聲帶的混響!
這個混合聲是會佔據主導,它的音色和通過空氣傳播的差異可就大了去,因為錄音機的話筒再NB都拾取不到這個混響!不過兩者其實差別不是特別大,主要還是我們對自己那個混響熟悉了幾十年,突然跑出一個尖利的單調聲會十分不適應,簡單的說就是你在頭部這個非常好的錄音棚中聽習慣了自己的聲音,突然在曠野上聽到沒有任何混響的聲音,那個落差可不是一般的大!
飽和潛水中的怪音跟這個有關係嗎?
飽和潛水中呼吸的空氣是氦氣和氧氣的混合氣,聽到的潛水員發出的聲音有點像鴨子叫,似乎可以和骨傳導來解釋下,但其實不是這樣,主要是混合氣中的氦氣聲波傳播速度比較高,呼吸後口腔中共鳴的氣體大部分變成了氦氣,此時共鳴頻率比空氣時要高很多,因此發聲的音調會提高很多,聽上去很尖利,聽起來非常不舒服。
飽和潛水
相傳貝多芬耳聾後仍然能譜曲,利用的就是骨傳導,從理論上來看,我們並不能將外界空氣的振動轉換為骨傳導的聲波,因為皮膚表面的阻尼首先就被過濾了。但如果直接接觸振動物體表面,比如傳說中貝多芬聽到聲音的對象:鋼琴
將硬物抵近鋼琴,通過牙齒傳入顱內,聲波直接經顱骨途徑使外淋巴發生相應波動,並激動耳蝸的螺旋器產生聽覺。骨傳導的傳導方式一般有移動式和擠壓式兩種方式,二者協同可刺激螺旋器引起聽覺,其具體傳導途徑為:「聲波-顱骨-骨迷路-內耳淋巴液-螺旋器-聽神經-大腦皮層聽覺中樞」。
骨傳導效率是很高的,問題就在如何將外界的聲音轉入顱骨而已。不過正常情況下,我們也不需要用骨傳導來獲取聲音!
蛇和大象
蛇並沒有耳孔、鼓室、鼓膜及耳咽管完整的聽覺器官,但它有聽骨-耳柱骨,內端與內耳的卵圓窗相接,外端與方骨中央部相連,通過身體對於地面的振動「聽到」聲音,但主要並不是空氣中聲波,而是對於地面振動的感知,因此蛇類對於地面以下的地層動向是比較敏感的。
大象也會用骨傳導的方式來「聽到」遠處的聲音,它們會用前腳儘量貼近地面,以拾取到足夠大的振動,通過骨傳導到內耳聽到遠處的次聲波,這種聲波在20HZ以下,傳播距離很遠,在人耳敏感的範圍以外,但大象卻能感受到這種聲音!