声学课堂：频率、波长、频带、频谱

因为声波是由物体振动产生。以下图为例，来解释声音的波长和频率。

如图所示：物体（最左端）在振动时，会对介质（弹簧）产生影响。

首先，靠近物体的地方因为被压缩而变得密集，接着该地方会向右膨胀，挤压相邻的介质。右侧因为因为被压缩而密集，而左侧因为其向右移动变得稀疏。这样物体来回运动，两侧就相继形成疏密相间的介质层向远处传播，这就是声波。

波长

我们把声波传递过程看做如下图形：波峰代表介质最密集处，波谷代表介质最稀疏的地方。

如图可以看到，声波在传递过程中呈现一个周期变化的过程。

声波在传播途径上，相邻两个振动情况相同的质点之间的距离称为波长（如最密集处到最密集处、最稀疏处到最稀疏处），记作 λ。同时，完成这次振动所经历的时间称为“周期”，记作T。图片

频率

频率指的是1秒钟内振动的次数，记作f，单位为赫兹（Hz）。是周期的导数f=1/T

通常情况下，声音传播速度是一定的，如空气中声速为340m/s（室温为15℃下）。因此，波长越长，所需要完成一个周期振动的时间就越长，频率就越小。波长越短，频率就越高。

一般人耳能听到的声波频率范围约在20~20000Hz之间，低于20Hz的声波称为次声，高于20000Hz的称为超声。次声和超声不能使人产生声音的感觉。图片

频带

在声学测量中，不是逐个测量声音的频率，这样工作量太大，也没有必要如此精细，而是将声音的频率划分为若干个区段，称为“频带”。因为每个频段有一个上限频率和下限频率。之间的差值称为频段的宽度，简称：“带宽”。

一般有两种划分方法：

① 倍频程：通常将可闻频率范围内20~20kHz分为十个倍频带，其中心频率按2倍增长，共十一个，为：

② •1/3倍频程：将倍频程再分成三个更窄的频带，使频率划分更加细化，其中心频率按倍频的1/3增长，为：