101 .2dB
.
18
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。
LI
10lg
I I0
I01012Wm2
声强级单位：分贝。
.
16
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
n
Pe2P12 eP22ePn2e Pi2e i1
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)
环境噪声控制工程
第二章声波的基本性质及其 传播规律
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1
主要内容
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
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2
2.1 声音的产生及描述方法 1 声波的产生
物体的振动是产生声音的根源。
➢ 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。
.
4
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。
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13
b.声功率级
声功率W与基准声功率W0之比的常用对数
LW
10lg W W0
W0 1012W
声功率级单位：分贝。
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14
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，称为声音的强度，简称为声强， 单位是瓦每平方米 （W/ m2）。
I W P2
S oc
.
15
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：
➢对应n个声源的一般情况有：
Lp = 10lg(∑10. 0.1L )
17
【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，问总的声压级是多少分贝？
解：（1）计算法
L pT 10 lg 10 0.1Lp1 10 0.1Lp2
10 lg 10 0.1100 10 0.195
c(m/s)。实际计算常取340m/s。 c cT
f
.
6
频率范围 (Hz)
声音
定义
<20
20-20000
>20000
次
<500 500-2000 >2000
超
低频声 中频声 高频
声
音频声
声
1℃ 时声速近似值（m/s）
媒质 空气 水 混凝 玻璃 铁 铅 软木 硬木
名称
土
声速 344 1372 3048 3653 5182 1219 3353 4267
.
7
声压和声压级：
p(PP0)
静态压强
a.瞬时声压：某一瞬间的声压。
b.有效声压（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。
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8
日常生活中声音的声压数据 (Pa)
声音种类
声压 声音种类
声压
正常人耳能 听到最弱声
普通说话声 （1m远处）
公共汽车内
2X10-5 织布车间
2
2X10-2 柴油发动机、球 20 磨机
.
5
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，
E
1V 2
0
pe2
0c2
.
11
Hale Waihona Puke 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)
p
2 e
0c 2
对于在自由空间内传播的平面声波而言：
声波的声能密度
.
12
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10-12W
0.2
喷气飞机起飞
200
.
9
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：
Lp
20lg
p p0
p02105pa
声压级单位：分贝。
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10
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。
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19
常见噪声的频谱图
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20
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相差一个倍频程，而听起 来音调提高的程度也是相同的(即提高“八度音程”)。低 音6和高音6相差两个倍频程。
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频程和频谱：
b. 频程：
为方便起见，通常将宽广的音频变化范围划分
为若干个较小的频段，称为频段或频程。
声源的振动 弹性媒介振动
声波
空气、固体、
声源：
液体
我们把产生声音的振动物体称作声源。
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3
➢ 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。
➢ 在噪声控制工程中主要涉及空气媒质中的空气声。