声波原理：看懂频率、分贝与声音传播

从扬声器传到耳朵的是什么

把手放在播放低沉低音的扬声器前，你会感觉到它的推力。把音乐调到正常音量，手就感觉不到什么，但在房间另一头仍能听见每个音。那么，究竟是什么穿过了房间？不是扬声器附近的空气，它基本停留在原地。穿过房间的是微小压力变化的分布，从一层空气传给下一层。

上面的模型把这种分布显示出来。扬声器的纸盆推动一束用圆点表示的空气，声波经过时，圆点时而聚拢，时而分散。模型中的距离是真实的，空气束下的尺子以米为单位。时间则不是。真实扬声器播放 440 Hz 的声音时，纸盆每秒往返运动 440 次，因此模型把时间放慢数百倍，同时夸大每个圆点移动的距离。模型角落的方框会显示这两个倍率。模型下方的三个屏幕以音频工程师观察声音的方式显示同一个声音，分别是波形、频谱和声谱图。

舞台顶部的按钮还能打开另外八个场景，进一步追踪声音：日常分贝等级阶梯、耳朵内部、吉他弦、管和鼓、驶过的救护车与超声速喷气机、拍手后余音回荡的房间、粉尘聚成驻波图样的管子、穿过八种材料的竞速，以及降噪耳机。舞台下方的屏幕始终显示当前场景的声音。

空气为什么会分层运动

扬声器相当于一台带纸质活塞的电动机。铜线绕成的线圈放在永磁体的狭窄间隙里。电流流过导线时，磁场会对它施力；线圈粘在纸盆上，因此纸盆也跟着运动。让电流反向，纸盆就往另一边运动。给线圈通入交流电，纸盆便会跟随电流运动。

纸盆向前运动时，会挤压正前方的空气。被挤压的一层推动下一层，下一层再推动后一层，依次传下去。纸盆向后退时，会留下一层比平常稍稀薄的空气，这片稀薄区域也以同样方式向外传播。被挤压的层称为密部，稀薄的层称为疏部。在模型中，它们分别用橙色和蓝色表示。

空气运动的方向与波传播的方向在同一直线上，所以空气中的声波是纵波。吉他弦上的波则不同：波沿琴弦传播，琴弦却横向运动。空气不能传递这种横向波，因为一层气体滑过另一层时，几乎不会拖着它一起运动。

模型中的圆点只在各自位置附近来回摆动。盯住一个圆点，你会发现它并不走远。以声速离开扬声器的是这种分布，而不是圆点。

空气实际移动多远

运动幅度非常小。对于沿一个方向传播的声波，空气位移 ξ 与压力变化 p 的关系为

ξ = p / (ρ c ω)

其中，ρ = 1.204 kg/m³ 是 20 °C 时的空气密度，c 是声速，ω = 2πf。以响亮的 94 dB、440 Hz 纯音为例，它的压力变化幅度为 1 帕斯卡：

ξ = 1 / (1.204 × 343 × 2π × 440) = 0.00000088 m

也就是 0.88 微米，约为头发宽度的百分之一。在 1,000 Hz 时，位移为 0.39 微米。年轻人耳朵能听到的最微弱声音，在 1,000 Hz 时只有 20 微帕斯卡，空气位移不到百分之一纳米，比原子还小。模型把位移放大数万倍，才能让你看见。

波长的计算

相邻两个密部之间的距离就是波长 λ。它由两个数决定：这种分布传播得多快，以及纸盆推动空气的频率。

λ = c / f

干燥空气中的声速取决于温度：c ≈ 331.3 × √(1 + T/273.15) m/s，T 的单位是摄氏度。在 20 °C 时，得到 343.2 m/s，本页取整为 343 m/s。于是：

移动音高滑块，尺子上的橙色条便会改变长度，与波长一致。最深沉低音的波长比房间还长，所以低音很容易穿过墙壁、绕过拐角；高音则更像光，容易被挡住。

响度与分贝

我们能听到的压力变化幅度，从听阈的 20 微帕斯卡，到使人感到疼痛的约 200 帕斯卡，相差一千万倍。线性刻度无法实用地显示这个范围，所以声级用分贝表示，计算的是十的幂：

L = 20 × log₁₀(p / p₀)，其中 p₀ = 20 µPa

系数是 20 而不是 10，因为声能与压力的平方成正比。由公式可得两条规律：压力加倍，声级增加 6.02 dB；能量加倍，例如让两台相同机器同时运转而不是一台，声级增加 3.01 dB。每增加 10 dB，能量便变为十倍。

本页的响度滑块也用 dB 标示，但它相对于本页能够产生的最强信号，因此 0 dB 表示「满量程」。房间里的真实声级取决于扬声器和音量旋钮，网页无法知道。正因如此，声音在本已较低的最大音量基础上，以 −10.5 dB 起播，而且只有按下按钮才会播放。

多响才算太响

卫生机构也根据同一刻度制定限值。世界卫生组织的安全聆听建议认为，80 dB 每周最多聆听 40 小时是安全的。由于增加 10 dB 意味着能量变为十倍，90 dB 每周安全聆听时间只有 4 小时，100 dB 则约为 24 分钟（40 小时 ÷ 100）。WHO 估计，超过 10 亿年轻成年人因不安全聆听而面临永久性、原本可以避免的听力损失风险。

对于工作噪声，美国国家职业安全卫生研究所建议的限值是八小时工作日内平均 85 dBA。dBA 中的 A 表示测量采用类似人耳的加权方式：人耳不敏感的低频所占权重更小。美国国家耳聋及其他交流障碍研究所指出，即使长期接触，70 dBA 或以下的声音也不太可能造成听力损失。

环境噪声采用更低的数值评判，因为关注的是睡眠与压力，而不是耳朵损伤。WHO 欧洲指南建议，道路交通噪声的昼晚夜平均值应低于 53 dB，夜间应低于 45 dB。韩国最安静住宅区的环境标准为白天（06:00 至 22:00）50 dB(A)、夜间 40 dB(A)，道路旁则提高到 65 和 55 dB(A)。韩国环境公团的全国噪声信息系统公布了与这些标准对应的测量结果。

音色：长笛和小提琴为何同音不同声

用长笛和小提琴演奏 440 Hz 的 A 音，你立刻就能分辨。两者每秒都重复 440 次，但每次重复的形状不同。任何重复的形状都可以由基频整数倍的正弦波组成，如 440、880、1,320、1,760 Hz 等。这些就是谐波，各谐波强度的组合构成我们听到的音色。

谐波滑块逐个加入分音，泛音强度滑块则按 a_n = 1/n^p 设置它们衰减的速度。这里内置了两种经典波形：

• **方波：**只有奇次谐波（1、3、5、7 …），各自强度为 1/n。声音有空心感，略像单簧管。
• **锯齿波：**包含所有谐波，各自强度为 1/n。声音明亮、带嗡鸣，更接近弓拉的琴弦。

频谱屏幕上，各谐波排成间距均匀的峰列，间隔为 n × f。方波每隔一个峰便缺少一个。方波的基波实际比方波本身高 4/π ≈ 1.27 倍，因为更高次谐波会把尖角削回去。

读懂三个屏幕

波形显示麦克风记录的内容：某一点的压力随时间如何变化。屏幕显示纯音最近四个周期，所以在 440 Hz 时覆盖 4 × 2.27 = 9.1 ms。下面一条细带显示最近两秒的整体响度。

频谱回答另一个问题：有哪些频率，各自多强？页面对以每秒 48,000 次采集的 4,096 个样本进行快速傅里叶变换。这覆盖 4,096 ÷ 48,000 = 85 ms 的声音，并把频率范围分成宽度为 48,000 ÷ 4,096 = 11.7 Hz 的频率格。纵轴用 dB 表示，因为较弱的谐波在线性刻度上会看不见。

声谱图把频谱沿时间并排叠放，频率向上增加，颜色越深表示能量越多。用这种方式看语音、鸟鸣和音乐，比另外两种视图更容易辨认。

这里总要有所取舍。要分辨相差 Δf 的两个频率，分析就必须观察约 1/Δf 秒的声音。频率细节越精细，时间定位就越模糊。

拍：两个接近的音

将第二音滑块设为 4 Hz，页面便会同时播放 440 Hz 和 444 Hz。把两个正弦波相加，运用一点三角公式可得

sin(2πf₁t) + sin(2πf₂t) = 2 cos(π(f₁ − f₂)t) × sin(π(f₁ + f₂)t)

结果是一个频率为两者平均值 442 Hz、响度起伏的声音。余弦每次达到 +1 或 −1 时，响度便达到峰值，每秒出现 |f₁ − f₂| 次。因此拍的周期为

T = 1 / |f₁ − f₂| = 1 / 4 = 0.25 s

频率相差 1 Hz 时，一个拍持续一秒；相差 10 Hz 时，则形成快速颤动。钢琴调音师听琴弦之间的拍，转动弦轴，直到拍慢到消失。

频谱屏幕显示了前述限制。频率格宽 11.7 Hz，无法分开 440 Hz 与 444 Hz，因此你会看到一个不断变高变低的峰。要分开它们，频率格必须小于 4 Hz，也就是至少需要四分之一秒的声音，例如 16,384 个样本（频率格宽 2.9 Hz，时间 0.34 s）。波形的响度条和声谱图都能清楚显示这种起伏。

本页的麦克风

按下「麦克风」并允许访问，三个屏幕便会切换到麦克风拾取的声音。吹口哨时，你会看到近乎纯正弦的波形和一个尖锐峰。哼唱时，会看到一列谐波。发出「sss」声，能量会扩散成 4 kHz 以上的一片宽带。

麦克风信号只在你的浏览器内通过 Web Audio API 分析，绝不会录制、存储或发送到任何地方。它不连接扬声器，麦克风开启时纯音会关闭，因此扬声器不会向它产生反馈。声级用 dBFS 显示，相对于麦克风输入能接收的最强信号，因为手机或笔记本的麦克风没有按实际声压校准。

声音传播多快，为什么会改变

声音是从一小部分物质传给下一部分的压力分布，因此速度取决于两点：材料被压缩时反抗得有多强，以及它有多重。在气体中，两者归结为温度和分子量。对于理想气体，

c = √(γ R T / M)

其中 γ 是比热比（空气为 1.40），R = 8.314 J/(mol K)，T 是开尔文温度，M 是摩尔质量（空气为 0.029 kg/mol）。在 20 °C 时得到 343 m/s。公式没有压力：把空气压得更紧，刚度和密度会同比例增大，两者相互抵消。山顶空气传声更慢，只是因为更冷。

一个便于使用的近似式是 c ≈ 331.3 + 0.606 T，T 以摄氏度计。在 −20 至 20 °C 范围内，它与精确公式相差不超过 0.25 m/s。本页温度滑块采用精确公式，并在旁边显示近似式。查克·耶格尔首次超声速飞行高度的气温为 −56 °C，当时声速只有 295 m/s。

轻气体传声快。氦的 γ = 5/3、M = 0.004 kg/mol，因此声速为 1,007 m/s，是空气中的 2.9 倍。重气体传声慢：六氟化硫的密度约为空气的五倍，声速约为 135 m/s。液体和固体远比气体难压缩，所以即使密度也大得多，传声仍更快。20 °C 时，淡水声速为 1,482 m/s（Lubbers 与 Graaff 公式），海水为 1,521 m/s（Mackenzie 方程，盐度为千分之 35），钢约为 5,960 m/s，铝约为 6,420 m/s（Kaye 与 Laby 表）。

「材料中的声速」场景让同一个脉冲同时沿八条等长通道传播。金属中的脉冲几乎在比赛刚开始时便到达，而二十秒后六氟化硫中的脉冲仍在缓慢前行。读数给出各自走完 100 m 所需的时间，以及决定两种材料交界处反射多少声音的声阻抗 ρc。空气和水的声阻抗相差约 3,600 倍，所以空气中的声音几乎全会被水面反射。

在人们能解释这些数值之前，很早就有人测量它们。17 世纪，Pierre Gassendi 测量枪口闪光与枪声之间的时间差，得到约 478 m/s，结果偏高。1650 年代，Giovanni Borelli 和 Vincenzo Viviani 测得 350 m/s。1738 年，巴黎科学院在长基线上鸣炮，修正到 0 °C 和无风条件后得到 332 m/s，与今天的数值相差不到 1 %。1808 年，Jean-Baptiste Biot 对比声音沿约一千米铁管和管内空气的传播。1826 年，Daniel Colladon 和 Charles Sturm 在日内瓦湖水下敲钟，同时在水面点燃火药，测量跨湖的时间差：8 °C 时为 1,435 m/s。上述公式给出该温度淡水中的声速为 1,439 m/s。

分贝阶梯

「分贝」场景把十五种声音放在同一刻度上，采用美国疾病控制与预防中心列出的典型声级：正常呼吸 10 dB、手表滴答 20、轻声耳语 30、冰箱 40、交谈 60、洗衣机 70、汽车内听到的城市交通 80 至 85、汽油割草机 90、摩托车 95、驶近的地铁 100、摇滚音乐会 105 至 110、近处警笛 120、爆竹 140 至 150。最后一根柱不是你能遇到的普通声音：194 dB 时压力变化幅度等于气压本身，波的低压半周便需要低于 0 的压力。更响的爆炸确实存在，但那是冲击波，不是普通声波。

两条规律有助于理解阶梯。增加十分贝，能量变为十倍，所以驶近的列车在 100 dB 时，能量是年轻人能听到的最微弱声音的一百亿倍。另外，在开阔环境中，小声源的声音向球面扩散，所以声强按距离的平方衰减。距离每加倍，便损失 20 log₁₀ 2 = 6.02 dB。移动「距离」滑块，声级计便会远离声源：距离加倍时读数下降 6 dB，变为十倍时下降 20 dB。室内下降较少，因为墙面反射不断把声音加回来。

柱后面的三根彩色杆表示机构采用的限值。WHO 与 ITU 的安全聆听设备标准把 80 dB、每周 40 小时作为成人允许量。美国职业卫生机构 NIOSH 建议，8 小时工作日内平均声级不超过 85 dBA，每增加 3 dB，时间减半。韩国《职业安全卫生标准规则》把 8 小时超过 85 dB 的工作称为噪声作业，并把强噪声作业界线设为 90 dB 持续 8 小时、95 dB 持续 4 小时、100 dB 持续 2 小时、105 dB 持续 1 小时、110 dB 持续 30 分钟、115 dB 持续 15 分钟，即 5 dB 的交换率。读数为所选柱显示全部三种标准。这些是比较声音的参考值，不是任何人的听力测试。

耳朵内部

「耳朵内部」场景将各部位放大到实物的十倍并剖开。声音先进入耳道，这是一根约 25 mm 长、末端由鼓膜封闭的管。单端封闭管在长度为四分之一波长时共振，即 343 ÷ (4 × 0.025) ≈ 3.4 kHz，这也大致是我们听觉最敏感的频率。

鼓膜是一片直径约 9 mm 的薄锥形皮膜。其后是充满空气的中耳，三块小骨头（锤骨、砧骨和镫骨）把运动传到耳蜗的卵圆窗。它们解决了不匹配的问题。耳蜗充满液体，声音若从空气直接到液体，大部分会被反射。中耳像变压器：鼓膜的有效面积约为镫骨底板的 17 倍，听小骨又提供约 1.3 的杠杆倍率。合起来把压力提高约 22 倍，即约 27 dB。

耳蜗是一根盘绕约两圈半的管。基底膜沿管延伸，展开后约长 35 mm，卵圆窗附近（底部）窄而硬，远端（顶部）宽而柔软。一个纯音会使波沿膜传播、增大，然后在越过某个位置后迅速消退。峰值位置由频率决定。格奥尔格·冯·贝凯西在人类遗体的耳蜗中观察到这种行波，并因此获得 1961 年诺贝尔生理学或医学奖。

Donald Greenwood 用一个公式拟合位置与音高的对应图。对人类而言，公式为

f = 165.4 × (10^(2.1x) − 0.88)

其中 x 是从顶部起算的距离占全长的比例。x = 0 时，公式给出 20 Hz；x = 1 时给出 20.7 kHz。1,000 Hz 纯音的峰值在 x = 0.40，距底部约 21 mm。场景在耳蜗下方画出展开并拉长 20 倍的膜，在下面标出频率刻度；改变音高，峰值就会移动。高音集中在底部附近，随年龄增长，听力通常也最先从这里减退。

弦、管和鼓

乐器是偏向于在某些频率振动的物体。「乐器」场景显示三种类型。

吉他弦两端固定，因此只有在弦枕与琴桥之间恰好容纳整数个半波长的模式才能振动。模式频率为 f_n = n v / 2L，其中 v 是弦上的波速，L 是弦长。弦长为 648 mm、调到 110 Hz 的 A 音的吉他，其 v = 2 × 0.648 × 110 = 143 m/s。真实拨弦会同时激发许多模式。若在沿弦长比例为 p 的位置把弦拉成三角形后放开，第 n 分音的初始振幅正比于 sin(nπp) / n²。在中点拨弦（p = 0.5），所有偶次分音均为零，因为它们恰好都在这里有一个不动点；声音变得圆润而空。靠近琴桥拨弦，许多高次分音仍很强，因此声音明亮、带弹拨感。「拨弦位置」滑块会在振动琴弦和频谱中显示这一点。

管中振动的是空气。开口端的压力不能变化太大（它与房间相通），所以空气在那里能自由运动；封闭端的空气完全不能运动。因此，开管在 f_n = n c / 2L 共振，包含最低音的每个整数倍；单端封闭管则在 f_n = (2n − 1) c / 4L 共振，只有奇数倍，最低音低一个八度。这就是两端开口的长笛与簧片端封闭的单簧管之间的差别：同样长度的单簧管比长笛低，超吹时跳高 12 度，而非一个八度。开口外的空气也会运动，所以管的有效长度在每个开口端都像增加了约 0.61 倍半径。Levine 和 Schwinger 于 1948 年算出这一端部修正。玻璃管中的圆点显示前三个模式下空气如何运动。

鼓面沿圆周固定，模式由贝塞尔函数决定。最低模式 (0,1) 像一个整体拱面运动；模式 (1,1) 绕不动的直径两侧摆动；模式 (0,2) 有一条不动的圆环。其频率是最低频率的 1、1.59、2.14、2.30、2.65 倍，而非整数倍，所以普通鼓的音高不如弦或管明确。定音鼓解决了这个问题：锅体内空气改变各模式，使 (1,1)、(2,1) 和 (3,1) 接近 1 : 1.5 : 2 的比例，耳朵便会听出音高。

用泛音合成声音

屏幕下方的八个滑块用前八个分音合成一个音。每个滑块控制一个谐波的强度。选「方波」，奇次滑块按 1/n 下降，偶次降为零；选「三角波」，奇次按 1/n² 下降，而且每隔一个反相，使转角更柔和。「空心」预设像单簧管低音区那样省略偶次分音；「管风琴」预设像音栓一样叠加 1、2、4 和 8 这些八度。波形、频谱、空气束和声音都会跟随滑块，所以你可以在图像改变的同时听见音色变化。

多普勒效应与音爆

声源运动时，每个波峰都从略有不同的位置发出。声源前方的波峰挤在一起，后方则拉开。「多普勒」场景在道路上为各个波峰画出圆环，直接显示这种挤压。声源以速度 v 朝听者直线靠近时，听到的频率为

f' = f × c / (c − v)

直线远离听者时则为 f' = f × c / (c + v)。救护车以 25 m/s（90 km/h）行驶，警笛为 700 Hz，接近时听到 755 Hz，驶过后为 652 Hz，下降超过两个半音。声源必须以 c × (1 − 2^(−1/12)) ≈ 19.3 m/s，即约 69 km/h 朝你靠近，音高才会恰好升高一个半音。道路旁的听者会随着角度改变，听到音高在两个值之间滑动，角落的曲线会画出这种滑动。

克里斯蒂安·多普勒于 1842 年针对双星的光提出这一想法。1845 年，克里斯托夫·白贝罗用声音检验它，让小号手在荷兰一列行驶的火车上持续吹奏同一个音，由轨道旁的音乐家判断音高。

达到声速时，公式失效：前方的波峰堆成一个冲击波前。超过声速后，声源跑在自身声音前面，波峰沿一个圆锥重叠，其半角 θ 满足 sin θ = c / v。马赫数为 2 时，锥体每侧张开 30°。地面的人起初什么也听不到，直到锥面扫过，才一次听到所有堆叠的压力，形成轰响。1947 年 10 月 14 日，查克·耶格尔驾驶 Bell X-1 在 43,000 英尺高度达到马赫数 1.06，成为首架突破声速的飞机。1997 年 10 月 15 日，ThrustSSC 以 1,227.985 km/h 成为首辆突破声速的汽车。NASA 的 X-59 于 2025 年首飞，其外形使冲击波到达地面时成为轻得多的闷响。

回声与混响

在空楼梯间拍手，声音会在空气中停留数秒；在摆满软家具的卧室拍手，声音几乎立刻消失。声音碰到的每个表面都会吸收一部分能量。吸声系数 α 就是吸收比例：涂漆灰泥约为 0.02，窗帘、地毯和有人坐的座椅约为 0.3 至 0.9。

1890 年代，华莱士·赛宾在哈佛大学尝试改善一间听不清讲话的讲堂时，推导出这一规律。混响时间是声源停止后声音下降 60 dB 所需的时间，计算式为

T60 = 0.161 × V / A

其中 V 是房间体积，以立方米计；A 是总吸声量，即每块表面面积乘其 α 后的总和，以平方米计。1900 年启用的波士顿交响乐厅是首个用此公式设计的音乐厅。

房间场景根据六个房间的尺寸搭出箱体，并装入来回反弹的声能粒子。粒子每次撞墙，都会按墙面吸声比例缩小，让你看见房间逐渐安静。模型教室尺寸为 9 × 7 × 3 m，裸露硬表面的混响时间为 1.1 s；讲话需要明显短于一秒，平均吸声系数约为 0.23 时可降至 0.6 s。维也纳音乐协会大楼的 Grosser Saal 于 1870 年启用，体积约 15,000 m³，有 1,680 个座位；Leo Beranek 给出的满座中频混响时间为 2.0 s，模型采用 0.31 的平均吸声系数达到这一数值。赛宾公式会略微高估强吸声房间的时间，因此读数也给出 Eyring 版本：T60 = 0.161 V / (−S ln(1 − α))。

露天剧场是另一个极端。没有屋顶和墙壁，向上传出的声音不再返回，模型混响时间只是一秒的一小部分。埃皮达鲁斯剧场建于公元前 4 世纪，Declercq 和 Dekeyser 于 2007 年指出，阶梯状石座对低频沙沙声的抑制强于语音频率，有助于讲话传到最高排。

驻波与昆特管

把声波送入封闭端管道，它会反射回来。大多数频率下，返回波与出发波时而同相、时而错开，没有太大反应。但当管内恰好容纳整数个半波长时，每次反射都与已有波对齐，管子便会共鸣，形成驻波。有些位置几乎不动，称为波节；在相邻波节中间，空气往返摆动的幅度最大。

1866 年，奥古斯特·昆特在玻璃管底部撒上细软木粉，使管内空气共鸣。空气运动处的粉尘被扬起，随后在位移波节聚成小堆，相距半个波长。测出间距 d，知道频率 f，便可得声速 c = 2 d f。换一种气体填管，粉堆就会移动；昆特就是这样比较不同气体中的声速。场景中的管长 1 m。在 20 °C 空气中，858 Hz 时恰好容纳五个半波长（λ/2 = 20 cm），共振读数达到峰值，粉尘聚拢。管上方的板显示空气位移（蓝色）与压力变化（橙色），两者各自在另一项为零处达到最大。

用更多声音抵消噪声

两个频率、幅度相同的波若恰好反相相遇，一个的波峰对上另一个的波谷，相加为 0。Paul Lueg 于 1936 年为用这一原理消除噪声申请专利：用麦克风拾取噪声，再由扬声器以相反相位播放。1953 年，RCA 的 Harry Olson 和 Everett May 制成可工作的「电子吸声器」，使听者头部周围一小片区域的低频声音减弱。

降噪耳机在小空间里做同样的事。耳罩外的麦克风听到噪声，电子电路将它反相，发声单元把结果送入耳朵，内部第二个麦克风检查剩余声音。困难在于时序。若反噪声晚到 τ，相位便偏差 360° × f × τ。场景采用 30 µs 的失配。在 100 Hz 时，误差仅 1.1°，超过 99.9 % 的噪声功率被抵消（−34 dB）；在 1 kHz 时误差为 10.8°，噪声只降低 14 dB；在 5 kHz 时误差为 54°，几乎没有收益。所以主动降噪最适合发动机和空调等低频嗡声，高频则由耳垫被动阻挡。将相位滑块从 180° 移开，橙色合成波会重新增大；将它调到也能补偿延迟的值，合成波便几乎消失。

模型省略了什么

• **时间被放慢。**读数给出倍率，在 440 Hz 时约为 1/800。
• **位移被夸大。**读数也给出这一倍率，通常为数万倍。
• **声波被限制在管内。**真实扬声器向各个方向发声，距离每加倍，声级约下降 6 dB。模型显示直线空气束，便于看清各层；分贝场景显示扩散。
• **空气束中没有回声。**真实房间会加入墙面反射。房间场景补回了反射，但所有表面只用一个平均吸声系数，并忽略空气自身的吸收；在大音乐厅的高频处，空气吸收很重要。
• **耳朵经过简化。**剖面放大到实物的十倍，耳蜗是光滑管，膜上行波采用手绘形状，在 Greenwood 公式指定处达到峰值。真实听觉还涉及外毛细胞的主动放大，模型没有表示。
• **乐器是理想化的。**弦没有刚度，管是采用教科书端部修正的普通圆柱，鼓面是理想膜，没有能给定音鼓调音的空气负载。
• **多普勒道路比例为 1 : 40，时间放慢八倍，车辆放大八倍。**圆环每隔一小段秒数标记一个波峰，而不是标出每个波峰。
• **降噪器使用单音，固定失配 30 µs。**真实耳机会持续调整滤波器，适应不断改变的噪声。
• **3D 中省略部分高次谐波。**波长短于三排圆点的分音不显示在 3D 空气束里，但仍会出现在屏幕和声音中。