第二章声波的基本性质及传播规律教材ppt课件.ppt

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1、环境噪声控制工程第二章声波的基本性质及其传播规律2.1声音的产生及描述方法2.2声波的叠加2.3声波的频率和噪声频谱2.4声源的反射、投射和衍射2.5声波的辐射2.6声波在传播过程中的衰减主要内容2.1声音的产生及描述方法物体的振动是产生声音的根源。声源：我们把产生声音的振动物体称作声源。声源的振动弹性媒介振动声波空气、固体、液体1声波的产生声波的形成：当声源振动时，就会引起声源周围弹性媒质—空气分子的振动。这些振动的分子又会使其周围的空气分子产生振动。这样，声源产生的振动就以声波的形式向外传播。在噪声控

2、制工程中主要涉及空气媒质中的空气声。在空气中，声波是一种纵波，这时媒质质点的振动方向是与声波的传播方向相一致的。反之，将质点振动方向与声波传播方向相互垂直的波称为横波。声波：这种向前推进着的空气振动称为声波。声场：有声波传播的空间叫声场。声音传播的实质：声音传播是指物体振动形式的传播。由相邻质点间的动量传递来完成，而不是由物质的迁移来传播的。2描述声波的基本物理量波长：在同一时刻，从某一个最稠密（或最稀疏）的地点到相邻的另一个最稠密(或最稀疏）的地点之间的距离称为声波的波长，λ(m)周期：振动重复1次的最

3、短时间间隔称为周期。T(s)频率：周期的倒数即单位时间内的振动次数，称为频率，f,赫兹(Hz),1Hz=1s-1声速：振动状态在媒质中的传播速度称为声速，c(m/s)。实际计算常取340m/s。频率范围(Hz)<2020-20000>20000声音次<500500-2000>2000超低频声中频声高频定义声音频声声媒质名称空气水混凝土玻璃铁铅软木硬木声速34413723048365351821219335342671℃时声速近似值（m/s）声压和声压级：静态压强a.瞬时声压：某一瞬间的声压。b.有效声压（

4、pe）：在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值即得有效声压。声音种类声压声音种类声压正常人耳能听到最弱声2X10-5织布车间2普通说话声（1m远处）2X10-2柴油发动机、球磨机20公共汽车内0.2喷气飞机起飞200日常生活中声音的声压数据(Pa)c.声压级:该声音的声压的有效值与参考声压的比值取以10为底的对数再乘20，即：声压级单位：分贝。声能量声波在媒质中传播，一方面使媒质质点在平衡位置附近往复运动，产生动能；另一方面又使媒质产生了压缩和膨胀的疏密过程，使媒质具有形变的势能。这两部分能量之和就是

5、由于声扰动使媒质得到的声能量，以声的波动形式传递出去。声波的声能密度声能密度定义：声场中单位体积媒质所含有的声能量，单位是焦耳每立方米（J/m3)对于在自由空间内传播的平面声波而言：声功率和声功率级a.声功率:声源在单位时间内辐射的总能量，单位是瓦。意义：声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理量；声功率可用于鉴定各种声源。人耳能听到的最低10-12Wb.声功率级声功率级单位：分贝。声功率W与基准声功率W0之比的常用对数声强和声强级：a.声强:在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声能量，称为声音的强

6、度，简称为声强，单位是瓦每平方米（W/m2）。b.声强级:该声音的声强与基准声强的比值取以10为底的对数再乘10，即：声强级单位：分贝。2.2声波的叠加对于互不相干的多个噪声源，它们之间不会发生干涉现象。这时，空间某处的总声压Pe为上式表明，对于多个声波，当各个声波间不存在固定相位差时，其能量可以直接叠加。总声压级为：Lp=10lg=10lg[100.1L+100.1L](dB)对应n个声源的一般情况有：Lp=10lg(∑100.1L)【例1】在车间某操作点分别测量两噪声源的声压级为100分贝和95分贝，

7、问总的声压级是多少分贝？解：（1）计算法2.3声波的频率和噪声的频谱在噪声控制中所研究的就是可听声，在噪声控制这门学科中，通常粗略地把声波的频率分为三个频段：300赫以下的叫低频声，300~1000赫的叫中频声，1000赫以上的叫高频声。声波频率的概念非常重要，因为控制高频噪声和控制低频噪声的技术措施存在着很大的差别。而在测量和工程设计中具有实用价值的是采用倍频程的频率划分方法。常见噪声的频谱图一、倍频程可听声的频率从20赫到20000赫，高低相差达l000倍。为了方便起见，通常把宽广的声频变化范围划分为

8、若干较小的段落，叫做频程。频程有上限频率值、下限频率值和中心频率值，上下限频率之差，即中间区域称为频程宽度，简称带宽。从实践中发现，两个不同频率的声音做相对比较时，起决定作用的是两个频率的比值，而不是它们的差值，例如，音乐中C调的低音6的基频是220Hz，中音6的基频是440Hz，高音6的基频是880Hz，所以听起来中音6比低音6的音调高一倍，高音6比中音6的音调高一倍，我们称低音6和中音6相差一个倍频程，中音6和高音6相差一