书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第4章 耳朵与掩蔽效应

在古希腊曾流传着这样一个神话故事:宇宙之神克鲁纳士,有一个吞食自己孩子的怪癖。所以克鲁纳士的妻子在生下最后一个孩子宙斯以后,生怕他再遭厄运,就偷偷藏在克里特岛的洞中,而把石块包在襁褓中让克鲁纳士吃掉了。为了避免小宙斯被发现,每当他在洞中哭叫时,守卫在洞口的卫士们就用石头敲击盾牌发出的巨响来压倒婴儿的哭声。就这样,小宙斯生存下来了。

在上面故事中,卫士们为了保护小宙斯,用一种响的声音去遮盖另一种弱的声音,这在科学上叫声的掩蔽。声的掩蔽是一种和听觉器官相关联的现象,在日常生活中经常会遇到。例如,在工厂的车间里,各种机器的混响淹没了人们的谈话;收听质量差的收音机,刺耳的杂音干扰了电台播放的音乐;拥挤的市场上,人群的喧哗掩盖了商家的叫卖声等,都属于声的掩蔽现象。

要想用一种声音去掩盖住另一种声音,掩蔽声必须具有足够的强度才行,否则就很难达到预期的效果。正因为如此,所以在人声嘈杂的场合讲话或演唱时,应当加设扩音设备,把声音扩得越响,掩蔽效果越好。

除此之外,掩蔽效应还跟掩蔽声的频率有关。实验表明,掩蔽声的频率比被掩蔽声的频率低,掩蔽效果就强,反之,效果较差。例如在剧场或歌舞厅里,若舞台上演出的是女声歌唱或轻音乐,即使声音较响,台下观众依然可以轻声交谈而不被掩蔽;可是当台上演出带有打击乐的音乐节目时,台下观众相互交谈就比较困难了。特别是,当掩蔽声的频率同被掩蔽声的频率相同或相近时,声的掩蔽效果将会十分显著。在广场或礼堂听报告时,台下的喧哗声常常使人听不清甚至听不见台上的讲话声,就是这个缘故。

在人类生活的环境中,总是存在着各种各样嘈杂的声音。在这样背景条件下,由于声的掩蔽现象的存在,给人们接收某些有用的声音带来了困难。幸好我们的耳朵有很强的选择性,它像一个滤波器一样,可以把那些与我们无用的声音频率成分给滤掉了,而把人们需要听的声音频率成分给留下了,这就使得我们能够听到这些声音。例如,一个人,他可以对窗外哗啦啦的雨声“充耳不闻”,却可以集中精力听清他对面朋友的谈话;一个孩子的母亲,她对托儿所里几十名孩子的哇哇叫声“置若罔闻”,却独独听见了自己孩子的哭声。