为什么是20Hz 到 20000Hz ?

 

这是因为,你的耳朵对这个频率范围的声音最敏感呀!...

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关注我,你的耳朵会怀孕


不管你是音乐科技的发烧友,还是卡带机时代的遗民,只要你用过声音电子设备,就一定对 20-20000 这个数字不陌生。

为什么几乎所有的电子设备都将声音频率设计成 20Hz-20kHz,而不是其他范围呢?

要知道,声音电子设备(包括拾音和播放)是为人耳服务的,而人类听觉系统在漫长的进化过程中,对 20Hz 到 20kHz 的声音最为敏感,超过这个频率范围的超声波人类不能感知,而低于这个这个频率范围的次声波,人类也无法察觉,所以为人类听觉服务的声音电子设备,都将频率设计成 20Hz 到 20kHz。

那么,人类耳朵为什么进化成现在这样呢?

为什么人类不能拥有听到超声波这个超能力呢?

想象你是一只正在晒太阳的非洲古猿,脑袋上顶了一套相控预警雷达(耳朵)。

耳朵在你眯着眼睛晒太阳的时候可以警告你:右后方四十度有个“嗷呜~”正在快速接近,估计是狼,快撒丫子跑勒您~~

听觉,作为一种高效的预警机制,可以极大地提高生物的存活几率,于是出现在了现存的几乎所有高等动物的技能表中。在进化中,有听力的物种有更高几率存货,被自然选择了。

人类的听力也是一样的,它的存在意义首先是作为躲避危险的预警机制,其次才是享受自然界的妙语、音乐的天籁还有家人的关怀。

作为一种预警机制,除了能听到声音以外,更重要的一点,还必须具备分辨声源方向的能力。不然你跑错方向,人家狼多尴尬?
耳朵分辨方向的原理在中学物理里学过:靠左右耳接受到的声音的时间差,相位差,音色响度大小。

当声波频率比较高,波长小于两耳间距时,由于颅骨、耳廓对声波的遮蔽,加上和频率相关的衍射效应的影响,双耳接受到不同强度和音色的声音。这种差别就成为判断声源方位的主要依据。这也是为什么人戴上耳机欣赏音乐时,就没有了颅骨、耳廓对声波的遮蔽而无法重现音乐厅里的感受,只觉得声音出自自己脑袋里的某个地方。

但对频率低的声波,由于很容易发生衍射绕过你的脑袋,两耳接受的声音很相似。只能通过判断声音到达两耳的时间差来确定声源的方位。但这种方法受神经反应速度和双耳间距的限制,方向辨别并不是很灵敏,这也是为什么家庭影院中的“低音炮”不像其它的音箱那样需要成对放置,一般只有一个,放置的地方也不太讲究,反正人也听不出方位上有什么差别来。

所以为什么人听不到 20Hz 以下的声音呢,因为室温下空气中声速是 340m/s,20Hz 意味着波长已经大于 10m 了,比双耳间距大太多,听到了也无法分辨方向,于是并不能提高物种的生存几率,当然就无法进化出来。

蓝鲸因为脸大,就可以听到 10Hz。


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