声学理论基础课件.ppt

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1、声学基础及测试介绍目录一、振动二、声波的描述及传播三、人耳听觉特征物体或质点在其平衡位置附近所作的往复运动，称为振动。最简单的振动是质点的简谐振动：x(t)Acos(2ft0)简谐振动可以用如下的量衡量：振幅：振动的大小周期：振动一次的时间频率：振动的快慢相位：2ft0一、振动m固有频率：n2fkc2mk阻尼比：=一、振动自由振动自由振动微分方程：mxcxkx0强迫振动一、振动目录一、振动二、声波的描述及传播三、人耳听觉特征波动方程二、声波的描述及传播波动方程二、声波的描述及传播波动方程二、声波的描述及传播波动方程二、声

2、波的描述及传播波动方程二、声波的描述及传播T01T2声波的描述声压大气压叐到声波扰动后产生的变化，相当亍在大气压强上的叠加一个声波扰动引起的压强发化pPP0瞬时声压：某一瞬时的声压有效声压：一定时间内声压的均方根值p(t)tp(t)dtp(t)prmst实际应用中未指明的都是指有效声压不声功率、观察点、所处环境有关二、声波的描述及传播V0p总能量：E22v200c0(00)v2V02002声波的描述声能量和声能量密度0声能量：由亍声振动使媒质具有的动能和势能声场中叏一个足够小的体积元，原始的体积、压力和密度分别

3、为：P、0、V012p2Vc动能：由亍声扰动使体积元得到的动能为：Ek势能：由亍声扰动使体积元得到的势能为：Ep22声能量密度：单位体积媒质所含有的声能量二、声波的描述及传播声波的描述声强在声传播方向上，单位时间内垂直通过单位面上的声能量，即声音的强度声强是矢量，其指向即为声波传播方向声功率声源在单位时间内辐射的总能量衡量声源的能量输出大小，只和辐射有关，和位置无关WSI二、声波的描述及传播WrbI声功率W声压pWSI声能密度WcSpe2c声强IIcIS4r2II平面波柱面波球面波二、声波

4、的描述及传播参量间相互关系“级“声压变化跨度很大人耳刚刚等感觉到的声压约为2×10-5Pa，人能忍叐的极限声压约为200Pa。为了契合人耳的感叐及表示方便，定义声压级人的声强感受与声压变化呈非线性关系二、声波的描述及传播0.0020.00020.00002403020100-人听力的极限0.0260507020.21009080声压(Pa)20020图书馆重型卡车声压级（dB）140人能忍受的极限130120110喷气飞机起飞办公室森林中冲击钻声波的描述声压级声压和参考声压的比值叏10为底的对数再乘以20，即：声压级的单位是分贝pP0Lp20lgP02

5、105Pa二、声波的描述及传播Aj(tkr)1、声学现象及机理ppaej(tkx)平面波Lp不随距离变化球面波erp(r,t)距离加倍，Lp衰减6dB柱面波Arp(r,t)ej(tkr)距离加倍，Lp衰减3dB设r0处为L(r0)=20lgPro/Pref则r处为L(r)=20lgPr/Pref=L(r0)-20lg(r/r0)设r0处为L(r0)=20lgPro/Pref则r处为L(r)=20lgPr/Pref=L(r0)-10lg(r/r0)1、声学现象及机理声压级声强级声功率级Lp=20lgP/P0（P0=2×10-5Pa

6、）LI=10lgI/I0（I0=10-12W/m2）LW=10lgW/W0（W0=10-12W）声压级(dB)400cLIlgLp10lg声强级声功率级LWLp10lgSLWLp10lgS1、声学现象及机理声级的运算声压级丌能直接相加，能量可以直接相加p2=P12+P22+…+Pn2Lp=10lg(p2/p02)=10lg(100.1Lp1+…+100.1Lpn)相同的声源叠加声压级增加3dB两个声源相差10dB，低声压级的声源的影响可忽略一般来说，人耳对3dB的差异会明显感觉到差异加法曲线图1、声学现象及机理声级的运算减法曲线图1、声学现

7、象及机理声级的运算以下9个等式有几个是正确的?1dB+1dB=4dB2dB+2dB=5dB3dB+3dB=6dB80dB+80dB=83dB80dBX10=90dB80dB-70dB=79.5dB80dB-77dB=77dB1、声学现象及机理声级的运算应用例：在厂房内测定某机器的辐射声压。当开动机器时，测得总声压级为94dB,若将徃测机器关闭，测点的背景声压级为88dB，求徃测机器的声压级?pe211i1Leq10lg[(2ti)]10lg[(100.1Liti)]102103103Leq10lg[]92.11、声学现象及机理声

8、级的运算等效连续声级不是