声学基础知识最新版本
.
声波的透射与吸收
▪ 声波具有能量,简称声能。
▪ 当声波碰到室内某一界面后(如天花、墙),一部分声能被反射,
一部分被吸收(主要是转化成热能),一部分穿透到另一空间。
E oE E E
透射系数: Ei
Eo
反射系数: Er
Eo
吸声系数:1r1ErE aEi
Eo Eo
不同材料,不同的构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用
.
分贝
分贝(decibel)dB 分贝是以美国发明家亚历山大·格 雷厄姆·贝尔命名的,他因发明电话而闻名于世。因为贝尔 的单位太粗略而不能充分用来描述我们对声音的感觉,因此 前面加了“分”字,代表十分之一。一贝尔等于十分贝。声 学领域中,分贝的定义是声源功率与基准声功率比值的对数 乘以10的数值;其简单表达式lgA/B。而分贝,即dB=10 lgA/B。单位为dB。根据公式计算以及工作中的经验,我们 得出以下结论。
.
本底噪声
在厅堂声学设计中,本底噪声是指房间内部自身振动或外 来干扰而形成固有的噪声,大小仍以声压级dB的方式表示。
厅堂的本底噪声是建筑声学设计以及专业音响工程需要涉 及和控制的一个基本物理量,它的大小、处理方式对厅堂 的声学环境有着重要意义。
由于本底噪声主要来自于外界环境噪声和振动、设备噪声 和振动两个方面。在音响工程中,这两方面的内容都会不 同程度上的涉及:一是在建筑上进行隔声,二是在设备上 降低噪声。
透射系数小的材料防止噪声。在音质设计中需要选择吸声材料,
控制室内声场。
.
声音在室内传播
当一个声源在室内发声,任一点听到的声音按照先后顺 序分为直达声、早期反射声和混响声。
.
声音在室内传播
直达声
直达声是室内任一点直接接收到声源发出的声音,是接收声音的 主体,不受空间界面的影响。
早期反射声
早期反射声是指延迟直达声50毫秒以内到达听音点的反射次数 较少的声音,包括一次、二次或少数三次反射声。
混响声
混响声是指声源发出的声波经过室内界面多次反射,迟于早期反 射声到达听音点的声音。
.混Leabharlann 时间混响时间(Reverberation Time),表示声音混响程度的参量,声源停 止发声后,声压级减少60分贝所需要的时间,单位为秒。用T60或RT 表示 。
.
声波的基本量
声压
疏密波压力的大小称为声压。压力变化的幅度越大,听觉上声音越大, 振幅小的声音小。单位Pa。引起人耳听到声音时的声压为可闻阈,它与声源 的频率及人的年龄有关。使人的耳膜感到疼痛时的声压为痛阈。
声强
单位面积,单位时间内通过声音的能量称为声强(能量密度), 单位w/m²。
声功率
声源在单位时间内所发出的声能称为声功率,单位W(瓦)。
.
十一、各种场所的噪声级
分贝(dB) 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30
场所 飞机起飞着路时,正下方 列车通过铁路桥时,正下方
地铁行车时,车厢内 公共汽车内 白天十字路口 普通讲话 安静的街头 安静的办公室
安静的住宅小区,白天 安静的住宅小区,夜晚
.
声波的绕射
声波在传播过程中遇到障碍或孔洞时将发生绕射。绕射的 情况与声波的波长和障碍物(或孔)的尺寸有关。
.
声波的反射
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。
反射的定律: 1)入射线、反射线法线在同一侧。 2)入射线和反射线分别在法线两侧。 3)入射角等于反射角。Li=L
.
声波的反射
.
室内声音反射的几种情况
.
声波的散射
当障碍物的尺寸与声波相当时,将不会形成定向 反射,而以障碍物为一子波源,形成扩散。
功率增加一倍,声压增加3dB。
距离增加一倍,声压减少6dB(自由声场的情况下)
在电声领域中,分贝这个量的变化关系恰恰和人耳的听 觉强弱感受非常吻合,这也给声学计算打下了一个良好的 基础。
.
常见声源的声压级-分贝
窃窃私语:20dB~35dB 人声语言:30dB~80dB 女高音:35dB~105dB 男高音:40dB~95dB 小提琴:40dB~100dB 打击乐:55dB~105dB 交响乐:20dB~120dB
:波长,在传播途径上,两相邻同相位质点距离。单位m(米)。声波完
成一次振动所走的距离。
C:声速,声波在某一介质中1秒钟传播的距离。单位m/s。
声速受温度的影响,用下式表示为:C=331.5+0.6t (m/s)
.
波长公式
声波的基本量
波长=声速/频率
=c/f
通过计算波长我们可知道最高可听声和最低可 听声的范围
.
声音的基本性质
“声”由声源发出,“音”在传播介质中向外传播。 声音在固体中的传播速度最快,其次是液体,声音 在气体中传播的速度最慢。
.
声波的基本量
f:频率,每秒钟振动的次数,单位Hz(赫兹)频率高的声音称为高音,
频率低的声音称为低音。 声音是声波作用于人耳引起的主观感受,人耳对声波频率的主观 感觉范围为20Hz~20kHz,通常称此范围为音频;低于20Hz为次 声波,高于20kHz为超声波。
.
声音的三要素
响度
响度又称声强或音量,它表示的是声音能量的强弱程度,主要取决 于声波振幅的大小。响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围 为0dB—140dB。
音高
音高也称音调,表示人耳对声音调子高低的主观感受。客观上音 高大小主要取决于声波基频的高低,频率高则音调高,反之则低, 单位用赫兹(Hz)表示。
声学基础知识
.
声学基础知识
声音是如何产生的
振动的物体能使邻近的空气分子振动,这些分子又 引起它们邻近的空气分子振动,从而产生声音,声音以 声波的形式传递,这种传递过程叫声辐射。由于分子振 动产生的声波的方向与波传递的方向相同,所以是一种 纵波。
声音必须在介质中传播,无论是固体、液体还是气 体,都可以作为介质。
音色
音色又称音品,由声音波形的谐波频谱和包络决定。声音波形的 基频所产生的听得最清楚的音称为基音,各次谐波的微小振动所 产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音,具有谐波的音称为 复音。
.
.
声音的叠加
单频率的正弦波称为纯音,声音是由基波和高次谐波组成 当两上或多个具有相同频率和振幅的正弦波信号叠加在一起, 其合成的信号还具有同样的频率,其振幅由两原信号的相位 关系所决定。当相位相同,振幅则会增加。当两个信号完全 相反时,则全部抵消。