表示音乐的物理量

——振动频率、振动、幅度、时间、位相、声波的谱　

　　归根结蒂，音乐是一种声音，而声音又是一种在介质中传播的机械波。而波，即传播的振动，有四个要素：振动频率或周期，振动的振幅或强度，振动延续的时间即时值，以及波的位相。因此，表示音乐的物理量从根本上也只能是这些了。

　　具体说来，我们在音乐中习惯用周期的倒数频率而不用周期，习惯用与振幅的平方成比例的声强而不用振幅，时间则用时值这个词。至于声波的相位问题，历史上曾经有个声学中的“欧姆定律”，认为声波的相位是不起作用的。但是，目前的实践和理论表明，声波的位相问题是现实存在的。除了以上这几个原始的物理量以外，我们还常用声谱来表示音乐声。“谱”本来就是某个事物按某种程序排列起来的意思。如年谱就是把一个人的活动按时间年代排列起来，棋谱就是把下棋的走步列位按时间先后排列起来。于是，我们把表示声音的物理量排列起来，就有以下一些常用的声谱：

　　音乐的波形是声振幅按时间先后的排列。波形不同，声音就不同，我们常常用制造不同波形来改变声音（图3-1）。

　

　　由声级记录仪记录下来的声级图，是表示声波强度的声压级随时间的变化（图3-2）。　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　

　　声压（或声压级）或声功率或声强按频率的分布就是频谱。频谱有分列谱和连续谱。频谱图上的包络线的极大值就是共振峰。迄今为止，频谱仍是研究声音的主要手段之一。（图3-3）　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　图3-3 声音的频谱，(a)是线性谱，(b)是对数谱．

　　可以把声音强弱即声压或声强，频率和时间同时显示出来，叫作三维语声图，如图3-4。这张平面图上的纵轴是频率，横轴是时间而深浅则表示强度，这种三维声图叫“语声图”，是因为它首先是在研究语言声学时用的。

　　这张用计算机画出来的像高高低低呈丘陵状的立体图也是三维声图（图3-5）。平面上的两个轴是频率和时间，山包的高度是声强，山峰处即共振峰。这些峰表示共振峰随时间而变化。把这张图“切”开，在I—f面上就是频谱，I—t面上就是某一频率的声音强度的时间变化，f—t图即频率与时间的关系。

　

　　利用现代技术，我们还可以用激光全息的方法把产生声音的振动模式记录下来。还有，干脆用机械的、磁的、光的技术把声音全部记录并贮存起来。图3-6是用激光全息技术记录下来的小提琴的振动模式。