声音与人耳听觉 104


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声音与人耳听觉 104
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  声音与人耳听觉
  频、二次、三次和四次谐波以及频率为3kHz和8kHz的水平面指向性图。由图2-70可知,对于基频和三次谐波,演奏者前方声辐射较强,而对于二次和四次谐波,演奏者前方的声辐射较弱,各次谐波在长笛轴向的声辐射都很弱,只有在频率极高的情况下(如8kHz),声偶极子的辐射特性不复存在,这时声音主要从长笛的开口端向外辐射;当频率高于约1kHIz时,演奏者身体特别是头部对声辐射起到遮蔽作用,使后方和左侧的声辐射明显减弱。因此,在较宽的频率范围内,长笛的声辐射集中在前方,而右侧正对笛口方向的声辐射很弱,只存在一些强奏时产生的高次谐波成分。另外,长笛的声辐射基本上可以认为是轴对称的,因此垂直平面的指向性图可以参考水平面的指向性图,只是要考虑到头部对指向后方和后上方声波的遮蔽作用。
  2.双簧管
  双簧管的吹口端是封闭的,因此它的声辐射与长笛不同,不能认为具有声偶极子的辐射特性。双簧管的声音主要从音孔和喇叭口向外辐射,由于不同音符演奏指法不同,所以不同音符具有不同的指向性及其频率特性,但是它们的指向性又有很大的相似之处,因此可以用平均指向性来表示双簧管的指向性。图2-71(a)所示为双簧管的主要声辐射区域随频率变化的特性,其中0°表示双簧管的轴向即喇叭口方向,纵坐标表示通过双簧管中心轴的垂直平面上的其他各个方向。可见,当频率低于500HIz时,双簧管的声辐射没有指向性;随着频率升高,背面的声辐射开始减弱;当频率大于约800HLz时,轴向的指向性开始减弱,声辐射向两侧大约±60°方向聚集,同时在背面两侧也出现较强的声辐射区域;当频率继续升高时,声辐射又开始向轴向聚集,并在大约5kHz时在轴向形成主声束。此外,双簧管的声辐射同样会受到演奏者身体遮蔽的影响,使后方和侧后方的高频声辐射较弱。图2-72所示为双簧管的指向性图。
  3.单簧管
  单簧管虽然具有单簧片吹嘴和近似圆柱形的管身,但它的指向性与双簧管十分相似。图2-71(b)所示为单簧管主要声辐射区域随频率变化的特性,其中0°表示单簧管的喇叭口方向,纵坐标表示通过单簧管中心轴的垂直平面上的其他各个方向。由图2-72可知,当频率低于约700HLz时