为什么风速越大响度越大,而不是音调越高?


首先,题主的问题可能有点不全面:如果说在空气中传递的声音的话,则上风与下风方向听到的声音的频率与强度均不同与无风时期的。上风听到的声音的频率和强度均会降低,而下风则会升高。也就是说:只有位于下风时,听到的声音才会变大,才会出现风速越大声音越大的现象;

其次,下风处能听到更大的声音是因为风速的存在,使从声音发出到听到的过程的时间变短,风速越大,时间变越短,相当于无风时听到声音的位置变近。这样自然就会出现风速越大,声音也越大的现象了。但同时,声音的频率也会上升。也就是音调越高了。

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2019-12-06

声音的强弱程度称为「响度」(loudness),响度由声音的能量(振幅)决定,振幅愈大,所表现的响度便愈大。发音体的振幅越大,对空气扰动所形成的疏密波的空气压力变化就越大,进入耳膜所引起的振动就愈强烈,因此听起来就愈大声,单位是分贝(dB)。

流速快慢影响压力。

再者,通常我们所听到的声音,几乎都是以空气为传声介质,在空气中传播的声速,与空气的温度、湿度以及当时的风速都有关系。这里要提到「动压」这个名词,动压实际上是伯努利方程式(Bernoullis equation)的一项,而伯努利方程式从本质上讲是运动流体的能量守恒方程,动压等于驻点压力与静压力之差。根据动压公式:

[公式]

其中,q=动压(pa)、ρ=空气比重(kg/m3)、v=风速(m/s

所以,动压与风速平方成正比。

我们重新整理上述说法,风速越大则动压越大,而动压等于驻点压力与静压力之差,又前面提到~振幅越大,对空气扰动所形成的疏密波的空气压力变化就越大,所以动压越大则振幅越大。再加上振幅越大,所表现的响度越大,所以,风速越大则响度越大。


声音三个主要属性,响度、音调、音色。响度就是声音大小,声音是频率的高低并受响度影响。

你说的问题,需要放在一个具体的物理环境中进行分析,放在不同环境,得出的结论会不一样。就我所知,风速越快,响度越大,音调越高,并不会音调不变。

比如将一个话筒绑在灯塔上,当台风路过,从慢风到最强风时,吹过话筒的风速越来越快,声音也会越来越大,同时,越来越尖锐。

这个过程中,听到的声音是空气摩擦话筒的声音,气体分子撞击力度越来越大,声音响度越来越大。撞击频率越来越高,音调也越来越高。

希望你给出具体的符合你所说的「风速增加时响度增加而音调不变」物理场景以进行分析。


风速越大,单位空间能量越强,则分贝越高,声音越大。


风速越大,湍流越强,涡破碎及其之间的相互作用也越强烈,引起的压力波动也更强,声音也就越大


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