音箱中的物理學知識
“從生活走向物理，從物理走向生活”作爲新課程的基本理念之一，體現了物理課程學習的方法和目標，在物理課程學習中具有重要意義。就本質而言，物理學本來就來自於生活和生產的實際，只不過將生活和生產實踐中的物理現象和物理規律進行了系統化和理論化的歸納和總結，使之更加趨於理性和成熟上升到理論化的高度。“從生活走向物理，從物理走向生活”就筆者理解包含兩層含義：其一，讓物理學理論指導生產和生活的實際，解決現實問題;其二，就教育本身而言，使學生將所學物理知識運用於解釋生產和生活中的現象，從而使所學知識在實踐中得以檢驗，以加深對物理現象和規律的理解，這也正好與新課改的宗旨相吻合，體現了新課程改革的目標和要求。
聲學是物理學的一個重要分支，從遠古開始人類就已經開始對聲現象給予了高度的重視，發展到現代，聲學已成爲一門獨立的科學，並逐漸形成了一整套完善的聲學理論體系，並在社會生活中發揮了重要作用。
隨着社會的發展，人們的生活質量大幅度提高，對於文化生活的要求也愈來愈高，就音響技術而言，從最初的電唱機，錄放音機發展到今天以激光技術爲核心的CD、VCD、DVD，標誌着音響技術從模擬信號向數字信號的革命性的飛躍，但無論傳統的模擬信號音響設備還是數字信號音響設備都離不開最終的重放單元──音箱。因此，筆者粗淺地談一談與日常生活密切相關的音箱的物理知識。
音箱又稱揚聲器箱，主要由揚聲器、箱體、分頻網絡等組成，是以改善音質爲目的的揚聲器系統。揚聲器是利用振膜(紙盆)的振動去推動空氣振動而發生的，聲波是縱波，在振膜向前推動的瞬間，振膜前的空氣由於被壓縮而變得密集，即產生所謂密部，振膜後面的空氣則變得稀疏，即產生疏部;在振膜向後振動的瞬間，前後空氣的疏密狀況正好相反。從物理專業術語的角度來講，從揚聲器振膜前面和後面所發出來的聲音，正好相位相反。在聲波低頻範圍內，其衍射能力很強，後面的聲波可能衍射到振膜前方，由於相位相反，在前面某點會產生反相干涉現象而使聲波相互抵消而聽不到聲音的.現象，稱之爲聲短路。而高音區即高頻聲波由於波長較短的緣故，很難發生衍射現象，因此，聲短路一般只發生在300HZ以下的低頻範圍內。而音箱的箱體具有分割前後聲波不致使之抵消的作用，而且如果箱體設計適當，還可能發出超過揚聲器單元本身的性能。
音箱的結構和形式很多，但最常見的有兩種類型，即封閉式音箱和倒相式音箱。
一、封閉式音箱
這種音箱除揚聲器口外，其餘全部封閉。於是，揚聲器紙盆前後被分成兩個互不通氣的空間。因爲這種音箱具有良好的密封性能，因而揚聲器後產生的聲波很難發生衍射，從而有效消除了由於聲波的干涉所引起的聲短路現象。但這種音箱也存在明顯的缺點──由於箱體密閉，紙盆的振動會引起箱內空氣反覆壓縮和膨脹，因此箱體的材料必須具有足夠的強度，否則會產生板的振動而影響性能。
另外，封閉式音箱的紙盆後面是一個不大的密閉空間，這一空間的空氣會對紙盆的振動產生驅動力，類似於紙盆後串接一根彈簧，從而使揚聲器共振頻率提高，此彈力變化較複雜，所以增加了設計的難度。
二、倒相式音箱
在封閉箱的前面板上開一個附加的出音孔(又叫倒相孔)，並在倒相孔後安裝一個導聲管(倒相管)，便構成了倒相式音箱。倒相管內的空氣的作用與紙盆類似，形成一個附加的聲輻射器，通過合理設計倒相孔的大小，使箱內空氣和倒相孔內空氣發生共振，將聲波的相位倒轉180°，這樣從紙盆後面反射的聲波與通過倒相孔輻射出來的聲波與前面的聲波發生疊加。當音箱的共振頻率等於或稍低於揚聲器的共振頻率時，倒相孔輻射的聲波與紙盆前面輻射的聲波呈同相疊加，即同相干涉，從而加強了低頻輻射。
倒相式音箱與封閉式音箱相比，具有明顯的優點：
1.在封閉式音箱中，紙盆向後輻射的聲波被完全吸收，因而有近二分之一的輻射功率被白白損耗。而倒相式音箱則充分利用了揚聲器的後輻射聲波，因而大大提高了低頻輻射的聲壓級，擴展了低頻重放的下限頻率。
2.封閉式音箱在其共振頻率附近音盆振幅最大，故由定心支片等的非線性位移也最大。但倒相式音箱由於倒相孔空氣質量的聲阻，在共振頻率附近音盆的振幅卻最小，使非線性失真也減至最小。
3.倒相式音箱的容積可以比封閉式音箱小，在相同的低頻重放下限頻率的條件下，倒相式音箱由於其原理上的優勢使得其體積大約爲封閉式音箱的60～70%。
由於上述原因，倒相式音箱被廣泛應用於劇場、影院、專業監聽音箱中，也廣泛用於高質量的組合音響中。但倒相式音箱的缺點也不容忽視，例如它在音箱諧振頻率以下的低頻帶的輻射聲壓級比封閉式音箱衰減快，容易產生低頻“轟隆”聲，設計和結構比較複雜。
高保真放聲的頻率範圍要求40～16000HZ，使用單隻揚聲器重放整個頻率範圍的聲音是十分困難的，在技術實踐上幾乎不可能做到。因此，高保真音箱通常不只是單隻揚聲器音箱，而是組合音箱，即採用幾隻揚聲器單元的組合方式，每隻單元工作在不同頻率範圍以給出均勻的頻率特性和指向特性。將揚聲器系統的整個頻率範圍劃分成幾個頻帶就是依靠分頻網絡(分頻器)來完成的。