这里我们先来看这样一个前提,即一个空间中的墙都硬墙,这样一个声波发出去,它会100%地反射回来。这样的话,从20Hz到20kHz的声波就在这个空间里自由流动和反射,这时的声波是很复杂的。但是由于声波的波长的变化的巨大,比如说,20Hz信号的波长为70.6英尺而同时20kHz信号的波长只有0.7英寸。波长长的信号更多的是和房间相互作用而形成房间的模式。而波长短则更多地形成扩散和遍布在这个空间。这里大致的分界点为300Hz。也就是说,我们说由于房间模式而导致的驻波基本是限制在300Hz以下。300Hz以上的频率是射线声学中研究的领城。看下图。



那么什么是房间的模式?上面我讲了不同频率的声波在个房间里相互作用是很复杂的。由于房间的尺寸是个已定的前提条件,这样具有不同波长的频率和房间的相互作用就形成了这房间的声学特征上的模式(Mode)。一个房间的声学模式是无法改变的,使用EQ或空间处理的道具,比如低频陷阱等只是提升或降低某些频率的能量,不能改变一房间频率分布的特点,即模式。

尽管房间中信号的频率很宽广,但其中某些频率会和房间形成某种特殊的模式,这些模式会影响到声音特征。现在我们先看最简单的反射模式。假定有两面墙,墙与墙间的距离为L。那么它和一阶的谐振频率为f1=1130/2L。这里的1130英尺/秒是声速。二阶谐振频率为f2=2xf1,相应地有三阶,四阶等。即f3, f4等等。看下图。

在这图中,我们可以看到,有声压低谷,即Node。也有声压的高峰,即Antidnode。这里的低谷和高峰就刻画出了一个空间的声学特征。用通俗的语言来讲就是某些频率太多,某些频率太少。现在我再把问题复杂化。这时我再来看房里反射的形式。

图中反射有三种形式。第一种是轴向(Axial)反射。第二种是切线(Tangential)反射。第三种是斜率(Oblique)反射。这三种反射下可形成很多不同频率下的高峰和低谷。这就是房间模式的基本理论。那么这些高峰就是我们常说的驻波(StandingWave)。

驻波就是两个声波向相反方向移动,红线和蓝线,这两种声波相互干扰从而产生了另个波,黑线。黑线代表了红色声波和蓝色声波加总的结果。但是其低谷(Nodes)固定在某个地位,故有驻波(驻意味着不变,固定的)之称。驻波还是在运动的,不是说驻波因为是固定的一种声波干扰模式而静止不动了。

再从另一动画来看。一声波打在墙上而反射回来,形成了驻波。

这里可看下面的动画,红色处是房间中声压能量集中之处,即高峰。

下面这个网站可以形象地让你看你房中不同低频能量,或者说驻波分布的状况。假定一个房间是4米宽,6米长,3米高。又选择不同的频率,你可看到在这频率下的声波能量的分布。

http://www.hunecke.de/en/calculators/room-eigenmodes.html

这里有朋友会问。在实际中,驻波常表现为时间上的延迟。就如某一信号久不散去。这是因为驻波并不是仅仅反射两次,而是反射多次直至这个信号消失。这样就产生了时间上的延迟。这里再来看实测的结果。

在这图中的三个失量是频率(20hz-200Hz),声压和时间。可看出驻波有个时间上的延迟。

很好的讨论

那么问一下，如果在300赫兹以内的某个频段发生驻波现象了，怎么减弱它？

刘汉胜的驻波理论更简单：房间内声波的一个基音在墙面反射后与后一个相遇产生重叠时就产生驻波。而房间通常有N个这样的反射和重叠，会让声音更加恶劣。

强帖，必须顶

回复 zhidong 的帖子

我觉得空间对声音的扭曲来得比器材本身要大得多!

高度赞成！

这样的帖子怎么可以沉了，继续

除了前帖的陷阱外,自己房间用来控制调整低频玩的木箱/导管/接地和布!

相信不用我说!玩过有经验的朋友都会知道,千金难买好低频其中的艰辛.(快速干净有延伸又要质和量兼备)谈何容易!

其中供电/选箱和选功放/选线等的系统搭配当然是重要,还有房间的比例尺寸和摆位也要下功夫.我觉得空间对声音的扭曲来得比器材本身要大得多!

rock  发表于 1 小时前
呵呵，瘦马兄大大地扩展了“相位” 的内涵....
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呵呵，用词不准 ...
Rozinante 发表于 2013-7-31 09:46

扬声器 作为 "声压源" 无可厚非, 不过, 即使是它与驻波"同相" 也不一定影响到驻波的大小. 关键在于这个 "声压源" 是否源源不断发出 生成驻波的"原始波"...这个"原始波"是驻波产生的源泉.

rock  发表于 1 小时前
呵呵，瘦马兄大大地扩展了“相位” 的内涵....
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呵呵，用词不准确，不好意思。希望现在说明白了吧……

北大的那个我打不开。这里我提供一也是Java的驻波的解释。也可停。


http://www.walter-fendt.de/ph14e/stwaverefl.htm



发现有中文版的。

http://www.walter-fendt.de/ph14cn/stwaverefl_cn.htm

  这是关于驻波的最准确最形象的注释.
http://www.phyedu.pku.edu.cn/
http://www.phyedu.pku.edu.cn/Phy ... ndingWave/index.htm

到这里这个链接来打开, 另外 看看 JAVA 设置.
http://www.phyedu.pku.edu.cn/Phy ... iMouCollegePhysics/

http://www.phyedu.pku.edu.cn/Phy ... iMouCollegePhysics/

这是动态演示,可以暂停.
到 力学 一栏里面, 选 15 即是关于 驻波的解释和演示.  另外其它例如 16 等 几项也是关于波形的解释和演示.  
   看不到动画的, 看看 JAVA 设置, 下载最新插件即可. 另外 64位 IE 可能不支持.

rock  发表于 半小时前
什么叫 "扬声器是否与驻波同相位" ，呵呵
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我这里说得有点不准确。举例说明一下吧。

只考虑一维的驻波，两面墙，而且只考虑基频，即波长为两面墙之间距离的两倍。这个驻波，如Jwang所说，模式是一定的。挨着墙面的地方是压强的波腹、位移的波节，也就是说这里的空气压强变化最大，但是空气分子的机械振动幅度几乎为零。而两面墙的中间正相反，是压强的波节、位移的波腹，也就是说这里的空气压强是不变的，但是空气分子以最大的幅度往返振动。

电动扬声器基本上是一个声压源，即它的发声方式是不断地压缩和释放（“释放”在这里指压缩的反面，不知道用什么词更准确，不能叫“拉伸”吧）空气。把这样一个声压源放在墙边——压强的波腹点上，它就有可能和驻波相位一致。而实际上形成的驻波也确实会和声压源的相位一致，两者同时压缩和释放。而如果把它放在两面墙的中央，它就不可能和驻波的“运动”方式一致，因为按照驻波自己固有的模式，这里的空气是不该压缩的。这样这个驻波模式就很难激励起来了。（再强调一下，这里只考虑最低频的驻波。二倍于基频的驻波在这种情况下——喇叭摆在正中间——是很容易激发的。）