大嗓门的物理学原理：为什么有些人的声音这么吵？

在我们身边，总有一个人的声音大得可以被全世界听到。无论他离你多远，其声音听起来仍然像是直接在你耳边尖叫一样？这种人似乎出现在每个聚会、餐厅和办公室（最糟糕的情况）。

新南威尔士大学的生物物理学家、声学专家John Smith解释道：“这种能传得很远的声音携带着会与人的声道和耳朵产生强烈共鸣的音调，非常具有穿透性，其频率大约为3000 Hz，或者每秒振动3000次：大约与指甲刮黑板的频率相当。”

相比之下，大多数人的声音频率在温和的80 Hz至 250Hz范围内。

那么，说话大声的人是怎样产生震耳欲聋的高频率声音？想要了解这件事，先要来了解一下关于语音的原理。

我们通过快速振动喉头中的两个小薄片黏膜（称为声带）发出声音，这些声带的往复运动打断了来自肺部的空气流动，产生声音的“抽吸”。如果声带每秒来回摆动100次，将产生每秒100 Hz的频率。然而，声带的额外运动（例如彼此的碰撞）就会产生几倍于基本频率的附加频率：200 Hz、300Hz、400Hz等等的“泛音”。

所有这些频率一起通过声道，根据其形状，声道在这些特定的频率下共振。就像管风琴将提高通过其中的声波振幅一样，声道的共振会放大那些共振频率，使声音变大。

这就是诀窍：无论是潜意识的还是故意的，大声的说话者已经学会利用自己声带的自然共鸣，以提高声音的音量。首先，他们控制声带产生大约3000 Hz的谐波频率。这涉及利用来自肺部的更强空气流，并控制声带，然后产生大量高频率的谐波，而大多数人主要产生较低频率的谐波。

第二，改变声道的形状，通过缩窄或限制声道正好位于声带之上，使它在那个高频率上谐振，让高频声音更大，这种声音的提高出现在耳朵敏感、背景噪声小的频率范围内。

Smith和他的同事最近的研究表明，歌手对他们的声道进行类似的调整来更好地发声。科学家已经成功地描述了如何在不同的音高做到这一点。发表在《美国声学学会杂志》（Journal of the Acoustic Society of America）上的一份研究报告表明，甚至小号手也在控制自己的声乐共鸣，以演奏非常高的音符。

不同之处在于，歌手和音乐家是努力而为之，而大嗓门的人却是与生俱来。

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