WaveCN軟件在聲學(xué)試驗(yàn)中的應(yīng)用

1、WaveCN 軟件在聲學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用偶得一款軟件 WaveCN,它是一個(gè)32位的音頻編輯軟件,能運(yùn) 行于 WINDOWS95 IE498MENT402021XP, DirectX 等版本的操作平臺(tái)、 通過(guò)本軟件可對(duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯修改并能創(chuàng)造 出特殊的效果. WaveCN 為全中文界面,直觀的多文檔操作,無(wú)窮步 的撤銷和恢復(fù)撤銷, 支持完全內(nèi)存編輯, 在具備足夠大內(nèi)存的情況下 可以到達(dá)最大速度等.程序本身需要大約 6MB 的硬盤(pán)空間.至少使 用 16 位的 PCI 聲卡.該程序可以在沒(méi)有聲卡的環(huán)境下工作,但聽(tīng)不 到聲音.使用800*600的屏幕分辨率.WaveCNI. 55版為共享軟件, 版權(quán)

2、所有：蘇信東.E-Mail地址：webmaster© wavecn. com.可在 Wavecn. com 下載最新免費(fèi) WaveCN1. 9 正式版.下載后直 接運(yùn)行即可. 可用該軟件代替音叉做聲學(xué)實(shí)驗(yàn), 增強(qiáng)了聲學(xué)實(shí)驗(yàn)的演 示效果,還可代替示波器,電壓表,信號(hào)發(fā)生器.將演示內(nèi)容保存為 文件后,實(shí)驗(yàn)還具有能重復(fù)使用、 拷貝復(fù)制的優(yōu)點(diǎn). 現(xiàn)介紹用 WaveCN 進(jìn)行的幾個(gè)聲學(xué)演示實(shí)驗(yàn).一、樂(lè)音和噪音演示前,先要錄制樂(lè)音和 噪音.錄樂(lè)音時(shí),翻開(kāi) “效果 、“產(chǎn)生 、“簡(jiǎn)單頻率發(fā)生器 、“左聲道 有效頻率取1000HZ頻率可以任意選取.像按 號(hào)一樣鍵入, 波形取 正弦波持續(xù)時(shí)間為10s.

3、錄制噪音時(shí),可用鋼鋰鋰鐵皮, 把摩擦撞擊聲錄入,錄10s.方法是在聲卡上連接上話筒,然后,用 鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單欄上的錄音標(biāo)記紅點(diǎn),通道選 單聲道 “CD音質(zhì)開(kāi) 始錄制.以20s為周期,用 復(fù)制和粘貼的方法,把樂(lè)音和噪音相 互交錯(cuò),中間插入3S的靜音靜音的錄制方法：效果產(chǎn)生靜音,最后保存為 樂(lè)音與噪聲 wav的格式.演示時(shí),翻開(kāi)WaveCN, 找到 樂(lè)音與噪聲 wav的文件,直接播放,學(xué)生聽(tīng)到悅耳的樂(lè)音時(shí), 屏幕上顯示出周期性的規(guī)那么波形； 當(dāng)放出噪音時(shí), 屏幕顯示出雜亂的 無(wú)規(guī)那么波形.樂(lè)音和噪音交替出現(xiàn),聲圖并現(xiàn),相互比照,給學(xué)生留 下深刻印象.二、 響度和聲強(qiáng)演示響度和聲強(qiáng)的關(guān)系時(shí),必須錄制頻

4、 率相同而振幅不同的信號(hào).錄制時(shí),利用WaveCN中的信號(hào)發(fā)生器,錄制1000HZ信號(hào).調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的振幅,以10s為周期, 交替錄制振幅大小不同的信號(hào).兩種信號(hào)的振幅比,大約取1：2 播放時(shí),兩種振幅的信號(hào)都能在屏幕上顯示出來(lái). 當(dāng)學(xué)生聽(tīng)到響度不同 的聲音時(shí), 可同時(shí)從屏幕上看到振幅不同、 頻率相同的正弦波形. 三、 音調(diào)和頻率演示音調(diào)和頻率的關(guān)系時(shí), 必須錄制振幅相同而頻率不同 的信號(hào).用 WaveCN中的信號(hào)發(fā)生器輸出 264HZ、297HZ、330HZ、 352HZ、396HZ、440HZ、495HZ、528HZ 的信號(hào)相當(dāng)于 C 調(diào)的 dou, ruai,mi,fa,sou

5、, la,ti,dou錄制方法： 產(chǎn)生 頻率 264HZ'、 正弦波左聲道有效持續(xù)時(shí)間2S在結(jié)尾處插入再點(diǎn)擊“確定 .用同樣的方法錄制其他頻率,結(jié)束后保存.演示方法,播放 保存的文件. 當(dāng)學(xué)生聽(tīng)到音調(diào)不同的聲音時(shí), 可以從屏幕上看到頻率 不同、振幅相同的正弦波形.四、音色和波形基音頻率相同、音色不 同的聲音, 由于泛音不同, 顯示出來(lái)的波形也不同. 用 WaveCN 中的 信號(hào)發(fā)生器輸出100HZ的正弦波和100HZ的方波,以3S為周期, 交替地錄制下來(lái),演示時(shí)仍按 “樂(lè)音和噪音 的方法演示,可以看到頻 率相同,波形不同,于是聽(tīng)到的聲音就不相同.五、氣柱的共鳴利用WaveCN中的信號(hào)發(fā)

6、生器輸出頻率為 680HZ的音頻信號(hào),錄制20S, 放音時(shí),利用微機(jī)的外接音箱放音.演示時(shí)左手拿著長(zhǎng)度為50cm的玻璃管的上端,把玻璃管插入盛滿水的量筒內(nèi).右手拿著喇叭,讓喇 叭口正對(duì)玻璃管, 喇叭和玻璃管同時(shí)升降, 玻璃管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度也 就隨之變化,演示前,調(diào)節(jié)好音量,讓喇叭發(fā)出的聲音剛好能被學(xué)生 聽(tīng)到.演示中, 當(dāng)玻璃管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度變化時(shí),會(huì)聽(tīng)到聲音的響度也 隨之變化.在室溫20C時(shí),在空氣柱長(zhǎng)度大約為10cm和35cm處, 聲音的響度最大.這說(shuō)明聲音在空氣柱內(nèi)發(fā)生共鳴,波長(zhǎng)即為 50cm(X=( 3- 10) 2= 50cm),用波長(zhǎng)乘以頻率 680HZ,即為聲波在空 氣中的傳播速度(

7、34m/s).六、聲音的干預(yù)利用 WaveCN中的信號(hào) 發(fā)生器,錄制頻率為1000HZ的單聲道音頻信號(hào)10S.用微機(jī)所配的 音箱放音, 每個(gè)音箱上串聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān), 同時(shí)檢查每個(gè)音箱中喇叭的連 接相位要相同,必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整.將兩只音箱固定在一塊木板條上, 相距80cm 100cm左右.木板條放置在講臺(tái)上,喇叭口正對(duì)學(xué)生. 演示時(shí), 讓學(xué)生用手堵住一只耳朵. 教師啟動(dòng) WaveCN 后,讓木板條 繞中央軸左右轉(zhuǎn)動(dòng), 學(xué)生將聽(tīng)到強(qiáng)弱相間的聲音, 這就是聲音產(chǎn)生了 干預(yù)現(xiàn)象,為了便于分辨,音量要適當(dāng)小一些.作為比照,用開(kāi)關(guān)關(guān) 掉一只揚(yáng)聲器, 再將木板條轉(zhuǎn)動(dòng), 這時(shí)只能聽(tīng)到響度相同的聲音. 七、 聲波激發(fā)

8、的共振聲波是機(jī)械波, 可以使傳播途徑上的物體產(chǎn)生受迫振 動(dòng).當(dāng)聲波頻率同物體的固有頻率相等時(shí),振動(dòng)體將發(fā)生共振.把長(zhǎng) 200mm,頻率256HZ的鋼制音叉,插在共鳴箱上,作為振動(dòng)體.音 叉的頂端與吊在鐵架臺(tái)上的骨制小球相接觸, 利用小球的跳動(dòng)觀察音叉振動(dòng)的強(qiáng)弱.錄放機(jī)的喇叭正對(duì)共鳴箱的開(kāi)口端,兩者相距 50cm 左右.用 WaveCN 中的信號(hào)發(fā)生器, 錄制一組振幅相同而頻率不同的 信號(hào).信號(hào)頻率如：220HZ、240HZ、256HZ、270HZ、290HZ.每 種頻率的信號(hào)各錄制10s.從一種頻率變換到另一種頻率時(shí),間隔5S 靜音,以便讓跳動(dòng)的小球恢復(fù)靜止.演示前調(diào)整好播出聲音的聲強(qiáng), 讓2

9、20HZ 或290HZ的聲音引起的受迫振動(dòng),剛好能被觀察出來(lái). 演示時(shí),學(xué)生通過(guò)音調(diào)的變化,就能分辯出聲音頻率的變化；音叉的 振動(dòng)情況,通過(guò)骨制小球的跳動(dòng)就能觀察出來(lái).當(dāng)聲音頻率變?yōu)?256HZ時(shí),骨制小球跳動(dòng)最劇烈,說(shuō)明音叉振動(dòng)振幅最大,產(chǎn)生共振. 八、聲波的多普勒效應(yīng)演示多普勒效應(yīng),可錄制1000HZ的音頻信號(hào), 共計(jì)2min.把音箱用兩根結(jié)實(shí)的尼龍繩綁扎好,尼龍繩上端固定在 門(mén)框上,讓兩繩張開(kāi)一定角度,做成一個(gè)擺長(zhǎng)約為1. 5m的單擺演示時(shí),音箱的喇叭正對(duì)學(xué)生,讓音箱往復(fù)擺動(dòng).學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)音 箱擺向自己時(shí),聲音的音調(diào)變高；當(dāng)音箱遠(yuǎn)離自己時(shí),聲音的音調(diào)變 低.這說(shuō)明聲音的頻率隨聲源的速度變化 聲源的速度變化