声波的波形图

最近在研究声纹相关的东西,不可避免地涉及音频信号处理相关的东西,发现有些基础的知识已经忘得差不多,借几个问题小结一下。 (未加限定则波为横波,波速为光速) 核心 (1)频率和周期的关系? (以声波为例) 周期 :

最近在研究声纹相关的东西,不可避免地涉及音频信号处理相关的东西,发现有些基础的知识已经忘得差不多,借几个问题小结一下。
(未加限定则波为横波,波速为光速)

核心

(1)频率和周期的关系?

(以声波为例)

  • 周期:空气分子完全来回移动一次所需要的时间,其单位是秒,用字母T表示。

所以声波的周期是声波往复运动一次花费的时间秒数

在这里插入图片描述

  • 频率:频率的定义为周期分之一,其单位是秒分之一(1/s),其单位用赫兹(Hz)表示。
    因此,频率表示的是每秒震荡的次数

    也可以理解为波形在每秒有多少个循环

    例如,国际标准音A,这个音导致空气每秒来回振荡440次,所以A的频率是440Hz。

    音高越高,频率越高;音高越低,频率越低
    人类理论上可以听到 20Hz ~ 20000Hz的声音。

  • 周期和频率的关系:
    在这里插入图片描述

(2)波长和频率的关系?

波长:在横波中波长通常是指相邻两个波峰或波谷之间的距离

频率单位时间内完成振动的次数,是描述振动物体往复运动频繁程度的量

(之前一直没留意”震动“二字,现在才知道声音的产生,或者说波本身本质上就是一种震动)

那到底如何理解波的频率?不如通过频率、波长和波速之间的关系来理解:波长与频率成反比

(3)振幅代表什么?

幅是指振动的物理量可能达到的最大值,通常以A表示。它是表示振动的范围和强度的物理量。

小结

v = f*λ(其中,波速 v由传播介质决定)

  • 波的频率和波长满足关系式:波速=波长×频率,所以频率不同的电磁波在真空中具有不同的波长
  • 电磁波在空间是向各个方向传播的,所有这些电磁波仅在波长(或频率)上有所差别,而在本质上完全相同,且波长不同的电磁波在真空中的传播速度都是电磁波的传播速度,即等于光速 ,是3x10e8米/秒。在空气中和在真空中近似。
  • 不同频率(或不同波长)的电磁波的传播速度都相同,电磁波的频率愈高,相应的波长就越短

本质

波、电磁波?
波和声音的关系?

波按照性质分为四种:机械波、电磁波、引力波、物质波。

其中,机械波是由扰动的传播所导致的在物质中动量和能量的传输。例如,沿着弦或弹簧传播的波、声波、水波。

参考:

  1. 波长和频率的关系
知秋君
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