书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第64章 解决声音“短路”的障板

不光是小提琴需要考究的琴箱,收音机的喇叭也必须有合适的匣子。

找一台半导体收音机,把它的匣子去掉,让那喇叭唱歌,你听,那音色差多了,音量也弱多了。

收音机中的喇叭

家庭用的收音机、录音机和电唱机,都要靠纸盆式的喇叭扬声。人们早就发现,孤零零的一只扬声器放出来的声音是不优美的,因此,不断地对喇叭进行研究和改进。

仔细观察一下纸盆喇叭放音的情况,你会看到那纸盆在前后地振动,它的声音就是靠这种振动发出的。

纸盆喇叭向前振动时,它把前面的空气压缩了,与此同时,纸盆后边的空气却被拉疏,纸盆前后空气的压力不相等,前边被压的空气就会从喇叭的边缘溜到背后,和被拉疏了的空气中和,产生抵消作用——声波的波峰遇到声波的波谷互相中和了。这么一来,声音好像被“拖住”了,跑不远,声强也弱了。这种现象就叫声音的“短路”。

有趣的是,声音的频率越低,短路的现象越严重。用单个的喇叭放音,低音几乎都短路了,听到的只是尖叫声,音色当然不会优美。

怎样防止声音短路呢?当然是想办法把前后的空气隔开就行了。

在一块纸板或木板上开一个孔,把扬声器装在孔上。如果板面足够大,就能放出较好的低音。这个板就叫“障板”。

安装“障板”的目的是让喇叭能真实地还原几十赫到一万多赫的声音。实验的结果是,一块70×70平方厘米的障板,只能播放120赫以上的声音,要较好地播放最低频率为60赫的音乐,障板的尺寸就非要140×140平方厘米不可,简直成了一扇大门。

把障板改成箱子,就成了助音箱。常见的助音箱是敞开式的,它可以没有后盖板,或者虽有后盖板,板上也开了无数的洞。大部分收音机和电视机的机壳都可以看成是敞开式音箱。这种音箱实际上是障板和共鸣箱的结合,箱子本身有个固有频率,对于这个频率的音响可以加强。体积较大的音箱固有频率比较低,所以个子大的收音机往往能播出低音。如用袖珍半导体收音机去听低音是很难的。

敞开式音箱由于后边开口,后边的声波总会有一部分要绕到前面,与前面的声波互相抵消。声音的频率越低,这种现象越严重。

一个高90厘米、宽60厘米、深45厘米的落地式敞开音箱,固有频率在80赫左右。在这个频率左右的声响可以增强6~10分贝,而在60赫以下的声音却很微弱。看来,敞开式音箱并不是很理想的。

倒相音箱

现代放音系统的音箱有许多种类,我们这里介绍一种业余爱好者喜爱的音箱,它的名字叫倒相扬声器箱。

什么是倒相呢?通过介绍,我们已经知道,敞开式音箱从后边射出的声波总有一些绕射到前边,和前方的声波相抵消。如果我们想办法,让前边的声波波峰和后边的声波波峰相遇,那样声音就会加强。把后边的声波变一下,让它能和前边的声波叠加,就是倒相。

倒相式音箱后边是封闭的,在安喇叭的面板上开了一个孔——倒相孔。倒相孔里边有个开口的管,叫倒相管。如果设计的尺寸合理,喇叭纸盆后面发出的声波经倒相管从倒相孔传播出来,恰恰能和前面播出的声波叠加,从而使低频声音增强。还有一种音箱,宽比高要长一些,叫卧式倒相音箱。