《声学基本知识》PPT课件

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1、l（一）声波与振动l声音来源于物体的振动。(弹性介质的振动)l振动的物体是声源。l声源在空气中振动时，使邻近的空气随之产生振动并以波动的方式向四周传播开来，当传到人耳时，引起耳膜产生振动，最后通过听觉神经产生声音感觉。l声音是以波的形式来传播的。l声音在空气中传播时，传播的只是振动的能量，空气质点并不会传到远处去。l在空气中传播的声波属于纵波。l（一）声波与振动l介质：固体、液体、气体l声音的基本物理量周期（T）：质点每完成一次振动所需的时间。单位s。波长：声波在一个振动周期内传播的距离。单位m。频率f：质点每秒钟振动的

2、次数，单位Hz(赫兹）声速c：声波在某一介质中传播的速度。单位m/s。cf在0℃时，C钢=5000m/s,C水=1450m/s在15℃时，C空气=340m/sl（二）波阵面l声波从声源出发，在同一个介质中按一定的方向传播，在某一时刻，波动所到达的空间各点的包迹面称为“波阵面”。l波阵面为平面的波叫平面波。l波阵面为球面的波叫球面波。l点声源：尺寸比波长小很多l线声源l面声源l声线：表示声音传播方向的射线l听觉范围l最高最低频率可听极限一般地，青少年20~20000Hz,中年30~15000Hz,老年100~10000H

3、z。次声波可闻声超声波l最大可听极限人耳有一定的适应性，常人上限为120dB,经常噪声暴露的人有可能达到135~140dB。痛阈l最小可辩阈一般是1dB。l（三）声波的反射、折射、衍射和扩散l1、声波的反射l当声波遇到一块尺寸比波长大得多的障碍时，声波将被反射。类似于光在镜子上的反射。l反射的规则：1）入射线、反射线法线在同一侧。l2）入射线和反射线分别在法线两侧。l3）入射角等于反射角。l平面的反射l曲面的反射（三）声波的反射、折射、衍射和扩散2、声波的衍射l声波在传播过程中遇到障碍物或孔洞的尺寸比波长小时，声波将绕过它

4、们，这种现象叫衍射。绕射的情况与声波的波长和障碍物（或孔）的尺寸有关，与原来的波形无关。l只闻其声不见其人、隔墙有耳l（三）声波的反射、折射、衍射和扩散l3、声波的折射温度的影响（空气密度的影响）（三）声波的反射、折射、衍射和扩散4、声波的扩散：可促进声音在空间均匀分布。表面凸出部分的尺寸，最小需达到入射波长的1/7，才能起扩散作用。l（四）声波的透射与吸收根据能量守恒定律，则有如下关系：E0EEE1、反射系数EE02、透射系数EE0l（四）声波的透射与吸收3、吸声系数把值小的材料称为“隔声

5、材料”，把值小的称“吸声材料”。广义讲非反射部分均视作被吸收了α=1–r(r为反射系数)=1–（Er/E0）。包含了透射的部分，则材料吸声系数α应为:α=(Eα+Eτ)/E0理论上，α的变化从0（无声能被吸收）到1.0(所有入射声完全被吸收)。%反射%吸收和透射吸声系数01001.0开窗20800.85cm玻璃棉9820.0224cm砖墙4、吸声量A一个表面的吸声量A等于材料面积乘上它的吸声系数，单位为平方米（m2），又称等效吸声面积。开窗5cm玻璃棉24cm砖墙吸声系数α1.00.80.02材料面积S(m2)100m2

6、100m2100m2吸声量A=αS100m280m22m2(m2吸声单位)如房间内具有下列三种材料的总吸声量，可由下表得出：材料面积(m2)吸声系数α吸声量A(m2)开窗41.04m25cm玻璃棉70.85.6m224cm砖墙300.020.6m2----------------------------------------------------------------------------总吸声量A=10.2m25.隔声量R(τ=10-R/10)l构件(墙、楼板······)的隔声量R随入射声波频率f而异吸声、隔声

7、的区别♦这是两个概念，不可混淆。♦声波入射到一个表面后，其不反射的声能部分（不论其去向），均视为吸声。这是指声源同一空间而言。♦隔声则指两个空间由于中间隔断所引起的声阻挡作用，或称“透射损失”。♦良好的吸声未必为良好的隔声，反之亦然。l（五）声功率、声强、声压和分贝l声功率w：单位时间内声源发出的声能，瓦（w）。l声强I：单位面积波阵面上通过的声功率，W/m2。WISl平面波的声强；球面波的声强。l声压p：空气质点由于声波的作用而产生振动时所引起的大气压起伏。单位：帕（1Pa=1N/m2）瞬时声压；有效声压PP/2ml

8、声强与声压的关系：2PIOCl听阈：人耳刚能感觉到的声音。l不同频率声音的听阈不同。l1000Hz，听阈声压P0=2×10-5Pa，称为基准声压；l声强I0=1×10-12W/m2，称为基准声强；l声功率W0=1×10-12W，称为基准声功率。l痛阈：使人产生疼痛感的上限声音。l1000Hz声音的痛