聲音遇到物體之後,會發生什麼?

在上一篇,我們知道聲音會在空間中傳播,碰到牆面、天花、地板與其他物體後產生反射。但聲音遇到物體之後,真的都會被反射回來嗎?

其實並不是。當聲音抵達不同物體或構造時,聲音能量可能有不同的去向。我們可以先從三個基本現象來理解:反射 (Reflection) 、吸收 (Absorption) 與透射 (Transmission) 。

聲音的能量,會往不同方向去

當聲音在空氣中傳播,遇到牆面、玻璃、家具或其他物體時,並不會只是單純地撞上去再彈回來。

一部分聲音能量會返回原本的空間,形成反射;一部分會被物體或構造吸收;另外也可能有一部分經由物體或構造傳遞到另一側,形成透射。

反射:聲音返回原本的空間。
吸收:部分聲音能量在物體或構造中被耗散。
透射:部分聲音能量經由物體或構造傳向另一側
。

室內聲音反射、吸收與透射示意圖,聲音從左側人物傳向牆體後,一部分反射回原空間,一部分在牆體中被吸收,另一部分透射至右側房間。
聲音遇到物體後的能量分配並非固定;實際情形會受到物體特性、構造與聲音頻率等條件影響。
室內聲音反射、吸收與透射示意圖,聲音從左側人物傳向牆體後,一部分反射回原空間,一部分在牆體中被吸收,另一部分透射至右側房間。
聲音遇到物體後的能量分配並非固定;實際情形會受到物體特性、構造與聲音頻率等條件影響。

不過,這並不代表聲音會平均分成三份。不同物體與構造對聲音的反應並不相同,而且同一個物體面對不同頻率的聲音時,反射、吸收與透射的情形也可能有所不同。也就是說,同樣的聲音遇到玻璃、牆面、窗簾或具有吸音作用的材料時,聲音能量最後的去向也不會完全一樣。

反射:為什麼聲音沒有全部留下來?

在上一篇我們已經提過,聲音碰到牆面、天花、地板等物體後,一部分會反射回空間。不過,聲音並不是碰到物體後都會原封不動地全部彈回來。

例如在一般室內環境中,玻璃、石材或混凝土等表面,往往會讓較多聲音能量返回空間;窗簾、地毯以及具有吸音作用的表面,則可能吸收較多聲能,使反射減少。而且,同一個物體面對不同頻率的聲音,反射的情形也可能不同。

因此,我們真正要理解的不是物體會不會反射聲音,而是:「聲音遇到它之後,有多少聲音能量會重新返回空間?」

至於沒有反射回來的聲音去了哪裡,其中一個重要的去向,就是接下來的——吸收(Absorption)。

吸收:聲音並不是憑空消失

當聲音遇到物體時,沒有反射回空間的聲音,其中一部分可能被吸收。

所謂吸收,並不是聲音突然消失,而是部分聲音能量進入材料或構造後,經由不同機制逐漸耗散,最終主要轉換成微量的熱能。不同物體吸收聲音的能力並不相同,而且也會隨著聲音的頻率而有所差異。

因此,吸音真正改變的是:「讓部分聲音能量被吸收,減少重新反射回空間的聲音。」

至於聲音究竟是怎麼被吸收的?不同特性的物體又會呈現出怎樣的吸音表現?這就是下一篇聲學入門會繼續回答的問題。

透射:聲音為什麼會傳到另一側?

聲音遇到物體後除了反射與吸收,還有一部分聲音能量可能經由物體或構造繼續向另一側傳遞,這就是透射 (Transmission) 。

例如我們在房間裡說話,隔壁的人仍可能聽見聲音。聲音並不是直接「穿過」牆壁,而是聲音能量使牆體產生振動,再向另一側的空氣輻射出聲音。不同物體與構造對聲音傳遞的能力並不相同,因此能夠吸收聲音,不代表就能同樣有效地阻止聲音傳到另一側。

這也是為什麼我們在第一篇聲學入門中,會特別將吸音與隔音分開來理解。

同一個物體,對所有聲音都一樣嗎?

我們平常聽見的聲音,並不是只有單一頻率。低沉的聲音與尖銳的聲音,本身就包含不同的頻率成分。

而同一個物體遇到不同頻率的聲音時,產生的反射、吸收與透射情形可能有所不同。也就是說,一個物體對某些頻率的聲音吸收較多,並不代表面對其他頻率時,也會有相同的表現,我們不能只用一個簡單的「吸音好不好」來理解聲音與物體之間的關係。

結語,聲音遇到物體之後並不只有一種結果

當聲音在空間中傳播,遇到不同物體時,一部分可能反射回原本的空間,一部分被吸收,也有一部分可能透過物體或構造繼續傳遞到另一側。

而這些聲音能量會如何分配,也不是固定不變的。同一個物體面對不同頻率的聲音,反射、吸收與透射的情形都可能有所不同。理解這幾種基本現象,也讓我們更容易看懂前面談過的聲音問題:

吸音與隔音之所以不能互相取代,正是因為它們處理的是聲音能量不同的去向。

那麼,當聲音真的被「吸收」時,究竟發生了什麼?

下一篇|聲音是怎麼被吸收的?

常見問題 FAQ

不一定。

反射、吸收與透射可以用來理解聲音遇到物體後的不同去向,但實際情況下,各自所占的程度可能差異很大。這些差異與物體本身的特性、構造,以及聲音的頻率等因素有關,因此不能理解成聲音一定會平均分成三個部分。

不一定。

沒有返回原本空間的聲音能量,除了可能被吸收之外,也可能經由物體或構造傳遞到另一側。因此,反射較少並不等於所有聲音都被吸收。

不一定。

物體看起來柔軟或堅硬,只能提供非常初步的直覺,不能直接代表它實際的吸音表現。聲音的頻率、物體的結構、厚度及其他條件,都可能影響聲音與它互動後的結果。

不是。

吸音與隔音處理的是不同的聲音問題。吸音主要與減少返回空間的反射聲能有關;隔音則關注聲音能否有效地從一個空間傳遞到另一個空間。因此,具有良好吸音表現,不代表具有同等程度的隔音能力。