声音在日常生活中无处不在，它是一种纵波，纵波是指波震动方向和传播方向是一致的波，比如说声音在空气中向前传播，空气分子就是在前后震动，像一个弹簧一样把能量传递到远方。本文来探讨声音的三要素——音调、音色和响度，并一起来了解下它们相关的科学原理和应用。
音调
音调由声音的频率决定，声源震动频率越高，音调越高。声源震动频率跟声源的材料、形状、尺寸、张力、温度、湿度等相关。比如一根皮筋，它松弛状态下和紧绷状态下，发出的声音频率都不一样，绷的越紧，震动越快（频率越高），音调也就越高，一个琴弦越短，弹奏时候它就震动得越快，音调越高。
声音可以理解为在介质中传播的震动能量，震动有一个比较有趣地现象-共振，共振可以显著增加声音的振幅，使得声音变得更大，但是如果声音频率跟人体器官，细胞、精密仪器，玻璃等事物的固有频率一致，就会产生共振，就可能会因为能量过大对人体、各种器件产生损坏，比如次声波武器就是利用共振原理对人体和其他活物进行杀伤。
响度
声音的在一个点的响度由声音在这个点的振幅决定。在单个声源环境下，一个点振幅由声源振幅+声源跟这个点距离决定；在多声源环境下，一个点的振幅，由各个声音波的振幅在这个点叠加而成。
超音速飞机是速度超过音速的飞机，在它飞行过程中就会不断地让音波在它前方叠加形成音爆-振幅超大，自然界中也有一些神奇地方出现没有什么特别大声的声源，但就是会发出很大且奇怪的声音，就是因为多个低振幅音波叠加形成。
还有我们可以根据声波干涉消除这一个特点，去生成一个反向声波，正反波形振幅抵消就能产生静音区域（比如降噪耳机），当然这个反向波形成还是很难的，效果也有限，但这是一个很有价值的研究方向，如何感知到精确的声波，如何快速生成一个完美的反向波，如果这个研究大成，就可以搞出来大范围的静音区，像一个神一样，在现实世界中让他人和万物静音， 总的来说，人类目前有三种方法来降低响度 -或者叫噪音吧
- 降低声源震动，目前枪支消音器;
- 制造噪音隔绝材料，比如真空玻璃；
- 反向波干扰：降噪耳机；
以后咱再具体展开~，大家可以先评论区交流一波
音色
音色是指每种声音独特的质感或者特征，从声音本质看就是特定发声体产生的一些特有的频率、振幅、相位的。这使得我们能够区分不同乐器，也能根据声音区分不同人。音色研究是目前一个比较有前途地研究方向，常见的有声纹识别，AI人声音合成等。
小结
我们可以感知的是声音的音调、音色和响度，但背后原理涉及到的是声音的频率、振幅、相位，了解背后原理后，我们能够对声音展开检测、生成，再结果目前AI理解，对音波进行推断，未来将是一个人类可以随意操控声音的世界，想想这种神一样的能力 还挺激动的。
