建筑声讲义学整理

产生回声的条件： （1）要有足够的时间差，即传到人耳的原声与反射声的时间差必须大于 50ms ； （2）要有足够的声压级差，即某个反射声的声压级必须要比其他反射声的声压级大。
B. 混响 混响（声）是回声以外的其他反射声之总和（叠加）。
C. 最佳混响时间
声源停止发声后，室内声强便开始衰减，声强减至原声强的百万分之一，即 衰减 60dB 所经历的时间称为混响时间，用 T60 表示，单位秒（s）。
定义：单位时间内通过垂直于传播方向上每单位面积上的声能。 符号：I 单位：瓦/米2（W/m2） 表达式：I=(1/2)ρA2ω2c
ρ——媒质的密度，单位kg/m3； ω——=2πf称为圆频率，单位Hz； A ——波幅（同振幅），单位m； c ——声速，单位m/s.
其实质是声功率密度。
5.2.2 声波的反射与衍射
波面为平面的声波称为平面声波，波面为球面的声波称为球面波。点声源产生的声波为 球面声波，在离声源足够远的局部范围内则可以近似地视为平面声波。
声波的传播方向称为声波线（简称波线），在空气中，波线恒与波面垂直。平面波的波 线为一系列垂直于波面的平行射线，球面波的波线为一系列沿半径方向的射线。
波前
波面
波线
声反射、声透射与声吸收的关系： E0=Eγ+Eτ+Eα
声波的这三种性质的强弱，与障碍物（即材料）的性质有关。
5.2.3 声波的干涉与声驻波的形成
• 声波的干涉
当两列同频率、同振动方向且相位差恒定的声波在同一媒质中传播时，会在相 遇区域的某些固定点始终产生振动相长（彼此加强）的效果，而在另一些固定点始 终产生振动相消（彼此减弱）的效果，这种现象称为声波的干涉，满足这种相干条 件的声波称为相干声波。
T60 越大，说明混响时间越强；反之，混响越弱。
• 声波的衍射
A. 衍射
如果声波在传播过程中遇到障碍物（或洞口）的尺寸较之波长为小，声波将会 绕过障碍物而向其后的“ 阴影区 ”传播，使阴影区的声强不为零，这种现象称为声 衍射。
一般而言，波长越长（或障碍物尺寸越小），其衍射越显著。
声波的衍射
B. 声透射
以上三个物理量之间的关系：c=λ/T= λf
一些常见媒质中的声速
橡皮（00C） 空气（00C） 空气（200C） 软木（00C） 水（00C） 水（250C） 钢（00C） 钢（250C）
50m/s 331m/s 340m/s 500m/s 1，481m/s 5，200m/s 5，050m/s 5，300m/s
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第五章 声学原理
本章提要:
物体围绕平衡位置所作的往复运动称为机械振动，单位时间内往返运动 的次数称为频率，其单位为赫兹[Hz]，频率在20-20，000HZ之间的振动称为 声振动，其传播过程能引起人的听觉，形成声波，也称声音或声。
• 理解声音的物理本质及其效果； • 学会运用声学及其测量的基本术语； • 了解声音的传播和改变过程； • 理解声音对于人类听觉的影响； • 了解声音损耗的原因和机理。
当声波遇到障碍物时，其疏密相间的运动（振动）压力会推动障碍物内部也发 生相应振动，进而带动另一侧的媒质发生振动，使声波透过障碍物而传播，这种现 象称为声透射，其强度与障碍物的物理特性有关。
C. 声吸收
由于振动在障碍物中传播时会伴随有摩擦、碰撞等过程发生，导致部分声能转 化成其他形式的能量（如热能）而耗散，致使经过障碍物后的声能衰减，这种现象 称为声吸收，其强度也与00C） 玻璃（00C）
3，100m/s 3，100m/s
3，140m/s 3，320m/s
5.2 声波的特性
5.2.1 声波的能量——声强
声波具有能量，其大小即与声波的频率、波幅有关，又与时间与声波通过的面 积有关。 反映声波能量传播特性的物理量为声波强度，简称声强。
B 波长 声波在一个周期内所传播的距离，即在波动上任意两个最近距离的相同波相的点之 间的距离称为声音的波长（λ），单位为米（m）。
C 声速 单位时间内，声波在媒质中的传播距离称为声速（c&u），单位为米/秒（m/s）。 声速的大小与媒质的物理特性有关：
媒质不同，声速也不相同。一般而言，声波在固体中的传播速度最快，液体次之，空气 对于同种媒质，如果温度不同，其声速也不相同。空气传声会随着温度的增加而增加， 气压下，声速 c0=331m/s 。在常温下（即200c），c=340m/s。
(a)平面波
(b)球面波
声波的波前、波面与波线
• 描述声波的物理量
A 周期与频率 物体完成一次完全振动所需的时间称为周期（T），单位为秒（S）。 每秒钟完成的振动次数称为频率（f），单位为赫兹（Hz）。 周期与频率的关系：T=1/f
声波的周期与频率与声振动的周期与频率相同，它们是声波时间周期性的反映，即每经 间，空间就传播了一个完整的声波。
A. 要有能产生声振动的物体； B. 要有能传播声振动的载体（媒质）。
• 根据传播媒质的不同，声音可分为：
A. 空气声：通过空气传播的声音。 B. 固体声：通过固体（如地板、钢铁等）传播的声音。
5.1.2 声波的描述
• 声波的几何描述
声波存在的空间称为声场，某一时刻声波到达的空间各点的包迹面称为声波面；处在最 前面的声波面称为声波前，声波面有无数个，声波前只有一个。
• 声波的反射
声波在传播过程中遇到尺度比其波长大得多的障碍物时将有部分声波被反射回 原媒质，这种现象称为声反射。
声波反射定律： A. 入射声波与反射声波分居法线的两侧； B. 入射角等于反射角。
• 回声与混响
A. 回声 回声是一种特殊的反射声，在某些情况下，当传到人耳的入射声与从较远的
障碍物反射回来的反射声的时差大于 50ms 时，便可以清楚地听到两种非常相似 的声音——原声与反射声，这样的反射声称为回声。
5.1 声音的产生与描述
5.1.1 声音的产生
任何物体发生振动时均会迫使周围的媒质发生相应振动，使该振动在媒质中由近及远地 传播，产生波动。
没有扰动的空气
振源
λ
在声波中不同的空气压强
被压缩的区域 被稀薄的区域
• 这种声振动在媒质（空气）中的传播称为声波，也称声音； 产生声振动的物体称为声源。
• 产生声波必备的两个条件：