振动发声的道理,大家应该都明白.
「硬」应该是指的难变形,也就是刚度比较大.世界上不存在刚体,所有物体受力的时候都会发生形变,变形很小的时候是观察不到的.
动量和冲量是高中物理知识,理科生都知道.物体碰撞的时候,在很短的接触时间内会有很大的作用力.这时候物体就会发生变形,由于变形很小,一般都是弹性变形.弹性变形就是在没有力的时候能够变回原来形状的变形.当然,变形不会马上恢复原样,而是发生振动.
物体的自由振动是有固有频率的.用弹性系数为k的弹簧连接一个质量为m的小物块,当小物块在光滑水平面上做简谐自由振动时,其振动频率为
,这是其固有频率.物体自身的弹性振动原理和这个差不多,不过这时候没有弹簧,同样影响其固有频率的应该是材料的刚度或者弹性模量等参数.物体越硬,刚度k越大,其固有频率就越高,激发空气振动的频率也就越高,声音也越尖.所以硬的东西更容易发出响声.当空气振动的频率和振幅达到人耳能够接收的范围（20Hz~20kHz）,人就听到响声了.