聲音頻率的高低叫做音調(diào)。 聲音的三個主要的主觀屬性 即音量（也稱響度）、音調(diào)、音色(也稱音品） 之一。表示人的聽覺分辨一個聲音的調(diào)子高低的程度. 音調(diào)主要由聲音的頻率決定，同時也與聲音強度有關(guān)。對一定強度的純音，音調(diào)隨頻率的升降而升降；對一定頻率的純音、低頻純音的音調(diào)隨聲強增加而下降，高頻純音的音調(diào)卻隨強度增加而上升。 聲音由物體（比如樂器）的振動而產(chǎn)生，通過空氣傳播到耳鼓，耳鼓也產(chǎn)生同率振動。聲音的高低（pitch）取決于物體振動的速度。物體振動快就產(chǎn)生“高音”，振動慢就產(chǎn)生“低音”。物體每秒鐘的振動速率，叫做聲音的“頻率” 聲音的響度（loudness）取決于振動的“振幅”。比如，用力地用琴弓拉一根小提琴弦時，這根弦就大距離地向左右兩邊擺動，由此產(chǎn)生強振動，發(fā)出一個響亮的聲音；而輕輕地用琴弓拉一根弦時，這根弦僅僅小距離左右擺動，產(chǎn)生的振動弱而發(fā)出一個輕柔的聲音。 較小的樂器產(chǎn)生的振動較快，較大的樂器產(chǎn)生的振動較慢。如雙簧管的發(fā)音比它同類的大管要高。同樣的道理，小提琴的發(fā)音比大提琴高；按指的發(fā)音比空弦音高；小男孩的嗓音比成年男子的嗓音高等等。制約音高的還有其他一些因素，如振動體的質(zhì)量和張力。總的說，較細的小提琴弦比較粗的振動快，發(fā)音也高；一根弦的發(fā)音會隨著弦軸擰緊而音升高。 不同的樂器和人聲會發(fā)出各種音質(zhì)（quality）不同的聲音，這是因為幾乎所有的振動都是復(fù)合的。如一根正在發(fā)音的小提琴弦不僅全長振動，各分段同時也在振動，根據(jù)分段各自不同的長度發(fā)音。這些分段振動發(fā)出的音不易用聽覺辨別出來，然而這些音都納入了整體音響效果。泛音列中的任何一個音（如G，D或B）的泛音的數(shù)目都是隨八度連續(xù)升高而倍增。泛音的級數(shù)還可說明各泛音的頻率與基音頻率的比率。如大字組“G”的頻率是每秒鐘振動96次，高音譜表上的“B”（第五泛音）的振動次數(shù)是5*96=480，即每秒鐘振動480次。 盡管這些泛音通?？梢詮膹?fù)合音中聽到，但在某些樂器上，一些泛音可分別獲得。用特定的吹奏方法，一件銅管樂器可以發(fā)出其他泛音而不是第一泛音，或者說基音。用手指輕觸一條弦的二分之一處，然后用弓拉弦，就會發(fā)出有特殊的清脆音色的第二泛音；在弦長的三分之一處觸弦，同樣會發(fā)出第三泛音等。（在弦樂譜上泛音以音符上方的“o”記號標記。自然泛音“natural harmonics”是從空弦上發(fā)出的泛音；人工泛音“artificial harmonics”是從加了按指的弦上發(fā)出。） 聲音的傳播（transmission of sound）通常通過空氣。一條弦、一個鼓面或聲帶等的振動使附近的空氣粒子產(chǎn)生同樣的振動，這些粒子把振動又傳遞到其他粒子，這樣連續(xù)傳遞直到最初的能漸漸耗盡。壓力向鄰近空氣傳播的過程產(chǎn)生我們所說的聲波（sound waves）。聲波與水運動產(chǎn)生的水波不同，聲波沒有朝前的運動，只是空氣粒子振動并產(chǎn)生松緊交替的壓力，依次傳遞到人或動物的耳鼓產(chǎn)生相同的影響（也就是振動），引起我們主觀的“聲音”效果。 判斷不同的音高或音程，人的聽覺遵守－條叫做“韋伯-費希納定律”(Weber-Fechner law）的感覺法則。這條定律闡明：感覺的增加量和刺激的比率相等。音高的八度感覺是一個2:1的頻率比。對聲音響度的判斷有兩個“極限點”：聽覺閥和痛覺閥。如果聲音強度在聽覺閥的極限點認為是1，聲音強度在痛覺閥的極限點就是1兆。按照韋伯-費希納定律，聲學(xué)家使用的響度級是對數(shù)，基于10:1的強度比率，這就是我們知道的1貝（bel）。響度的感覺范圍被分成12個大單位，1貝的增加量又分成10個稱作分貝（decibel）的較小增加量，即1貝＝10分貝。1分貝的響度差別對我們的中聲區(qū)聽覺來說大約是人耳可感覺到的最小變化量。 當我們同時聽兩個振動頻率相近的音時，它們的振動必然在固定的音程中以重合形式出現(xiàn)，在感覺上音響彼此互相加強，這樣一次稱為一個振差（beat）。鋼琴調(diào)音師在調(diào)整某一弦的音高與另一弦一致的過程中，會聽到振差在頻率中減少，直到隨正確的調(diào)音逐漸消失。當振差的速率超過每秒鐘20次，就會聽到一個輕聲的低音。 當我們同時聽兩個很響的音時，會產(chǎn)生第三個音，即合成音或引發(fā)音（combination tone或resultant tone）。這個低音相當于兩個音振動數(shù)的差，叫差音（difference tone）。還可以產(chǎn)生第四個音（一個弱而高的合成音），它相當于兩個音振動數(shù)的和，叫加成音（summation tone）。 同光線可以反射一樣，亦有聲反射（reflection of sound)，比如我們都聽到過的回聲。同理，如果有阻礙物擋住了聲振動的通行會產(chǎn)生聲影（sound shadows）。然而不同于光振動，聲振動傾向于圍繞阻礙物“衍射”(diffract)，并且不是任何固體都能產(chǎn)生一個完全的聲影。大多數(shù)固體都程度不等地傳遞聲振動，而只有少數(shù)固體（如玻璃）傳遞光振動。 共鳴（resonance）一詞指一物體對一個特定音的響應(yīng)，即這一物體由于那個音而振動。如果把兩個調(diào)音相同的音叉放置在彼此靠近的地方，其中一個發(fā)聲，另一個會產(chǎn)生和應(yīng)振動，亦發(fā)出這個音。這時首先發(fā)音的音叉就是聲音發(fā)生器（generator)，隨后和振的音叉就是共鳴器(resonator）。我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)教堂的某一窗戶對管風琴的某個音產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生振動；房間里的某一金屬或玻璃物體對特定的人聲或樂器聲也會產(chǎn)生類似的響應(yīng)。 從共鳴這個詞的嚴格科學(xué)意義說，這一現(xiàn)象是真正的共鳴（“再發(fā)聲”）。這一詞還有不太嚴格的用法。它有時指地板、墻壁及大廳頂棚對演奏或演唱的任何音而不局限于某個音的響應(yīng)。一個大廳共鳴過分或是吸音過強（“太干”)都會使表演者和觀眾有不適感（一個有回聲的大廳常被描述為“共鳴過分”，其實在單純的聲音反射和和應(yīng)振動的增強之間有明確的區(qū)別）?；祉憰r間應(yīng)以聲音每次減弱60分貝為限（原始輻射強度的百萬分之一）。 墻壁和頂棚的制造材料應(yīng)是既回響不過分又吸音不太強。聲學(xué)工程師已經(jīng)研究出建筑材料的吸音的綜合效能系數(shù)，但是吸音能力難得在音高的整體幅面統(tǒng)一貫穿進行。只有木頭或某些聲學(xué)材料對整個頻率范圍有基本均等的吸音能力。放大器和揚聲器可以用來（如今經(jīng)常這樣使用）克服建筑物原初設(shè)計不完善所帶來的問題。大多數(shù)現(xiàn)代大廳建筑都可以進行電子“調(diào)音”，并備 有活動面板、活動天棚和混響室可適應(yīng)任何類型正在演出的音樂。 聲學(xué)是研究媒質(zhì)中聲波的產(chǎn)生、傳播、接收、性質(zhì)及其與其他物質(zhì)相互作用的科學(xué)。 聲學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)中歷史最悠久而當前仍在前沿的一個分支學(xué)科。因而它既古老而又頗具年輕活力。 聲學(xué)是物理學(xué)中很早就得到發(fā)展的學(xué)科。聲音是自然界中非常普遍、直觀的現(xiàn)象，它很早就被人們所認識，無論是中國還是古代希臘，對聲音、特別是在音律方面都有相當?shù)难芯?。我國?400多年以前的商代對樂器的制造和樂律學(xué)就已有豐富的知識，以后在聲音的產(chǎn)生、傳播、樂器制造、樂律學(xué)以及建筑和生產(chǎn)技術(shù)中聲學(xué)效應(yīng)的應(yīng)用等方面，都有許多豐富的經(jīng)驗總結(jié)和卓越的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。國外對聲的研究亦開始得很早，早在公元前500年，畢達哥拉斯就研究了音階與和聲問題，而對聲學(xué)的系統(tǒng)研究則始于17世紀初伽利略對單擺周期和物體振動的研究。17世紀牛頓力學(xué)形成，把聲學(xué)現(xiàn)象和機械運動統(tǒng)一起來，促進了聲學(xué)的發(fā)展。聲學(xué)的基本理論早在19世紀中葉就已相當完善，當時許多優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家都對它作出過卓越的貢獻。1877年英國物理學(xué)家瑞利（Lord John William Rayleigh，1842～1919）發(fā)表巨著《聲學(xué)原理》集其大成，使聲學(xué)成為物理學(xué)中一門嚴謹?shù)南鄬Κ毩⒌姆种W(xué)科，并由此拉開了現(xiàn)代聲學(xué)的序幕。 聲學(xué)又是當前物理學(xué)中最活躍的學(xué)科之一。聲學(xué)日益密切地同聲多種領(lǐng)域的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)緊密聯(lián)系，形成眾多的相對獨立的分支學(xué)科，從最早形成的建筑聲學(xué)、電聲學(xué)直到目前仍在“定型”的“分子—量子聲學(xué)”、“等離子體聲學(xué)”和“地聲學(xué)”等等，目前已超過20個，并且還有新的分支在不斷產(chǎn)生。其中不僅涉及包括生命科學(xué)在內(nèi)的幾乎所有主要的基礎(chǔ)自然科學(xué)，還在相當程度上涉及若干人文科學(xué)。這種廣泛性在物理學(xué)的其它學(xué)科中，甚至在整個自然科學(xué)中也是不多見的。 在發(fā)展初期，聲學(xué)原是為聽覺服務(wù)的。理論上，聲學(xué)研究聲的產(chǎn)生、傳播和接收；應(yīng)用上，聲學(xué)研究如何獲得悅耳的音響效果，如何避免妨礙健康和影響工作的噪聲，如何提高樂器和電聲儀器的音質(zhì)等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)聲波的很多特性和作用，有的對聽覺有影響，有的雖然對聽覺并無影響，但對科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)卻很重要，例如，利用聲的傳播特性來研究媒質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用聲的作用來促進化學(xué)反應(yīng)等等。因此，在近代聲學(xué)中，一方面為聽覺服務(wù)的研究和應(yīng)用得到了進一步的發(fā)展，另一方面也開展了許多有關(guān)物理、化學(xué)、工程技術(shù)方面的研究和應(yīng)用。聲的概念不再局限在聽覺范圍以內(nèi)，聲振動和聲波有更廣泛的含義，幾乎就是機械振動和機械波的同義詞了。 自然界從宏觀世界到微觀世界，從簡單的機械運動到復(fù)雜的生命運動，從工程技術(shù)到醫(yī)學(xué)、生物學(xué)，從衣食住行到語言、音樂、藝術(shù)，都是現(xiàn)代聲學(xué)研究和應(yīng)用的領(lǐng)域。 聲學(xué)的分支可以歸納為如下幾個方面： 從頻率上看，最早被人認識的自然是人耳能聽到的“可聽聲”，即頻率在20Hz～20000Hz的聲波，它們涉及語言、音樂、房間音質(zhì)、噪聲等，分別對應(yīng)于語言聲學(xué)、音樂聲學(xué)、房間聲學(xué)以及噪聲控制；另外還涉及人的聽覺和生物發(fā)聲，對應(yīng)有生理聲學(xué)、心理聲學(xué)和生物聲學(xué)；還有人耳聽不到的聲音，一是頻率高于可聽聲上限的，即頻率超過20000Hz的聲音，有“超聲學(xué)”，頻率超過500MHz的超聲稱為“特超聲”，其對應(yīng)的波長約為10－8m量級，已可與分子大小相比擬，因而對應(yīng)的“特超聲學(xué)”也稱為“微波聲學(xué)”或“分子聲學(xué)”。超聲的頻率還可以高1014Hz。二是頻率低于可聽聲下限的，即是頻率低于20Hz的聲音，對應(yīng)有“次聲學(xué)”，隨著次聲頻率的繼續(xù)下降，次聲波將從一般聲波變?yōu)椤奥曋亓Σā?，這時必須考慮重力場的作用；頻率繼續(xù)下降以至變?yōu)椤皟?nèi)重力波”，這時的波將完全由重力支配。次聲的頻率還可以低至10－4Hz。需要說明的是，從聲波的特性和作用來看，所謂20Hz和20000Hz并不是明確的分界線。例如頻率較高的可聽聲波，已具有超聲波的某些特性和作用，因此在超聲技術(shù)的研究領(lǐng)域內(nèi)，也常包括高頻可聽聲波的特性和作用的研究。 從振幅上看，有振幅足夠小的一般聲學(xué)，也可稱為“線性（化）聲學(xué)”，有大振幅的“非線性聲學(xué)”。 從傳聲的媒質(zhì)上看，有以空氣為媒質(zhì)的“空氣聲學(xué)”；還有“大氣聲學(xué)”，它與空氣聲學(xué)不同的是，它主要研究大范圍內(nèi)開闊大氣中的聲現(xiàn)象；有以海水和地殼為媒質(zhì)的“水聲學(xué)”和“地聲學(xué)”；在物質(zhì)第四態(tài)的等離子體中，同樣存在聲現(xiàn)象，為此，一門尚未成型的新分支“等離子體聲學(xué)”正應(yīng)運而生。 從聲與其它運動形式的關(guān)系來看，還有“電聲學(xué)”等等。 聲學(xué)的分支雖然很多，但它們都是研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的，這是它們的共性。只不過是與不同的領(lǐng)域相結(jié)合，研究不同的頻率、不同的強度、不同的媒質(zhì)，適用于不同的范圍，這就是它們的特殊性。 補：音調(diào)的高低與頻率有關(guān) 最主要的：發(fā)聲的物體在振動 聲音是由（振動）產(chǎn)生 聲音具有能量。 超聲波速度測定器就是根據(jù)多普勒效應(yīng)原理制成的