声音的基本性质(客观属性)
声学基础知识(1)
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。
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。
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
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。
人耳的结构
人耳的结构：外耳、中耳、内耳、骨传导
《声音的特性》导学案
《声音的特性》导学案一、教学目标：1、探究声音的特性，包括音调、响度和音色。
2、能够解释生活中的现象，并运用所学的知识解决实际问题。
3、培养学生对声音特性的兴趣和好奇心，提高观察、实验和探究的能力。
二、教学内容及过程：1、音调：1)定义：音调是指声音的高低。
2)影响音调的因素：声音的频率。
3)实验：通过改变弦的长度或紧度来改变音调。
4)应用：弦乐器（如吉他、小提琴）通过改变弦的长度或紧度来改变音调。
2、响度：1)定义：响度是指声音的强弱。
2)影响响度的因素：声音的振幅。
3)实验：通过改变声音的振幅来改变响度。
4)应用：扬声器、音响设备通过改变音量来改变响度。
3、音色：1)定义：音色是指声音的品质，即声音的独特性。
2)影响音色的因素：声音的泛音和持续时间。
3)实验：通过比较不同乐器的音色来理解音色的意义。
4)应用：人类通过音色来区分不同的乐器或人声。
三、教学重点与难点：重点：探究声音的特性，理解音调、响度和音色的概念及影响因素。
难点：通过实验观察和理解音调、响度和音色的变化。
四、教学评价与反馈：1、评价：通过观察学生的实验操作和小组讨论表现进行评价。
2、反馈：根据评价结果，为学生提供反馈和建议，帮助他们更好地理解和掌握声音的特性。
五、教学反思与改进：1、反思：对本次导学案的教学过程进行反思，总结经验和教训，为今后的教学提供参考。
2、改进：根据反思结果，对导学案进行改进和完善，提高教学质量和效果。
声音的特性_学案学习目标：1、知识目标：了解声音的基本特性，包括音调、响度和音色。
2、能力目标：能够区分音调、响度和音色，并能够用相应的词语描述不同的声音特性。
3、情感目标：通过学习声音的特性，对身边的声音产生更多的好奇心，更加周围的声音。
一、导入新课1、教师播放一段音乐，让学生感受不同音调、响度和音色的声音带来的不同感受。
2、请学生描述自己听到的声音，并尝试用词语描述这些声音的特性。
3、引导学生思考：声音有哪些基本特性？音调、响度和音色是什么意思？二、新课学习1、音调：指声音的高低。
建筑声学1---基本知识要点20140118
例：在一自由声场中，距离面声源2m远的直达 声的声压级为65dB，则距声源4m处的声压级为： A. 65dB C. 61dB B. 63dB D.59dB
二、混响和混响时间计算公式
混响过程：对室内音质影响很大 声源停止后，室内声场逐渐被房间内表面所 吸收而消 失的过程。此过程与听音的质量关 系极大 。 停止发声→直达声→一次反射声→二次反、 射声→………… 多次反射声整个过程连续且 逐渐衰减——是一个逐渐衰减的混响过程.
2、定义响度级 A、 选定标准声音： 1000Hz（纯音）——Lp=50dB B、f1(2000Hz)（待测）——Ｌｐ＝48ｄＢ
f2(100Hz) (待测）——Ｌｐ＝59ｄＢ
他们的响度级都是： 50方 定义：某频率声音的响度级等于根据听力正 常的听音的听音判断为等响的1KHz 纯音的声压级。 单位： 方 1KHz的声压级为响度级
第二节 室内声学原理
一、自由声场（无反射）
（一）点声源观测点与声源的距离增加一倍，声压级
降低6dB。
Lp =Lw— 20lg r --11
（二）无限长的线声源观测点与声源的距离增 加一倍，声压级 降低3dB。 交通噪声观测点与声源的距离增加一倍， 声压级降低4dB。 （三）面声源观测点与声源的距离增加，声压 级不衰减。
生声扩散现象？ A 凸曲面 C 平面 B 凹曲面 D 软界面
6、 （2006）两个声音传至人耳的时间差为多少 毫秒（ms）时，人们就会分辨出他们是断续的？
A 25ms
C 45ms
B 35ms
D 55ms
7、 (2005)低频声波在传播途径上遇到相对尺
寸较小的障板时，会产生下列哪种声现象？ A 反射 C 扩散 答案：D B 干涉 D 绕射
声音的基本性质（一）
声音的基本性质（一）教学目的：了解声音的产生、掌握描述声波的物理量，了解声音传播过程中的基本现象。
教学内容：声波的基本性质、描述声波的物理量、声波的反射、扩散与绕射、声波的透射与吸收教学重难点：描述声波的物理量，声音传播过程中的基本现象。
教学时数：2课时教学步骤：一、新课导入提问：请同学们思考声音的本质是什么？二、讲授新课（一）声音的基本性质1、波的产生声音的本质是一种波，想了解声音的基本性质就要从了解波开始，譬如希望了解声波的产生，首先就要了解波是怎么产生的。
由振动理论可知，具有质量和弹性的物体，在一定条件下都可以发生振动，便产生了波。
这种波叫机械波。
2、波动的传播方式波动传播的方式有两种，即横波和纵波横波：当媒质质点的振动方向和波动传播的方向垂直时，我们称之为横波。
手抖动绳子产生的波就属于横波。
纵波：当媒质质点的振动方向和波动传播的方向平行时，则称之为纵波。
提问：声波是横波还是纵波呢？请参看课本P19，通过了解声波的产生过程，我们知道声波是横波，如果用一句话对声波进行定义，我们可以使用下面这句话：3、声波的定义机械振动或气流扰动引起周围弹性介质发生波动的现象。
如果想更加细致地描述声音，可以从以下两个角度：4、声音的双重含义a、从生物学的角度来说，耳朵所能感觉到的空气质点的振动和这种振动在空气中的传播称为声。
b、从物理学的角度来说，声是指在任何弹性介质中传播的扰动，是一种机械波提问：请大家通过声音的定义，思考总结一下声波产生的必要条件5、声波产生的必要条件机械振动或气流扰动的声源传播振动的媒介声源：产生声波的物体叫做声源声场：声波所波及的空间称为声场媒体（介质）：传递振动的物质下面是一些关于声音的小问题，请同学们思考：PS:什么是扰动？简单地说，扰动是指在空气、固体和液体中密度、压力或者是速度的一个微小变化，这个变化在连续的弹性体中就会传播出去，值得注意的是，传播出去的是能量，弹性物质本身并不会传播，也就是说声音是能量的传递。
声学基础知识详解演示文稿
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。
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。
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。
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参考混响时间
厅堂类型 电影院 会议厅 音乐厅
电视演播室 语言录音室 录音控制室 多轨录音棚
参考混响时间 1.0 ~ 1.2 Sec 1.0 ~ 1.4 Sec 1.5 ~ 1.8 Sec 0.8 ~ 1.0 Sec 0.3 ~ 0.4 Sec 0.3 ~ 0.4 Sec
0.6 Sec
▪语言清晰度和信噪比的关系
在背景噪声较强的情况下，利用一定的手段提高信号的信 噪比，可以使语言清晰度得以提高。
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房间的特殊声学现象
声聚焦：由于室内存在的凹面，使部分区域的声音汇集在 某一个焦点上，从而造成室内声场分布不均匀的现象。
死点：由于声音的聚焦或干涉形成某点（或某区域）声音严重不 足的情况。 声影区：由于建筑物或折射的原因，造成声音不能辐射到的区域 。 声染色：由于房间频率相应的问题，原始声音在传播过程中 被赋予了额外的声音特征。
1声学基础知识
声音是一种波动现象。当声源（ 机械振动源） 声音是一种波动现象。当声源（ 机械振动源） 振动时， 振动体对周围相邻媒质产生扰动， 振动时， 振动体对周围相邻媒质产生扰动， 而被扰动的媒质又会对它的外围相邻媒质产 生扰动， 这种扰动的不断传递就是声音产生 生扰动， 这种扰动的不断传递就是声音产生 与传播的基本机理。 与传播的基本机理。 存在着声波的空间称为声 存在着声波的空间称为声 场。声场中能够传递上述 扰动的媒质称为声场媒质。 扰动的媒质称为声场媒质。
第一章 声学基础知识
现实世界是声音的世界。我们会听到各 现实世界是声音的世界。 种各样的声音：歌声、说话声、乐器声、 种各样的声音：歌声、说话声、乐器声、 噪声等等，且不但能感觉到声音的强度、 噪声等等，且不但能感觉到声音的强度、 音调和音色， 音调和音色，而且还能感觉出声源的方 向和距离，即空间印象感——立体感。 ——立体感 向和距离，即空间印象感——立体感。 本章将介绍声学基础知识。 本章将介绍声学基础知识。
2音乐1
影视音乐有一般音乐艺术的共性，善于表 现丰富的感情，但它也有影视艺术方面的 属性，必须与影片的思想内容、结构形式、 艺术风格协调一致。 影视作品中的音乐分为两种，一种是有声 源音乐，一种是无声源音乐。
2音乐2
有声源音乐也称客观音乐，即音乐的原始声源出 现在画面所表现的事件内容之中，使得观众在听 到音乐声的同时也能看到声源的存在。 无声源音乐也称主观音乐，是指从画面上见不到 或感受不到有原始声源的音乐。通常是来自画面 之外，为烘托画面内容而配置的主题音乐，主要 作用在于表达画面内容的情绪、渲染特定的环境 气氛、刻画人物内心世界等。
作业1 作业1
影视声音的三大元素是什么？请四人一组， 观看2 观看2段影片（喜欢的、经典的、特别的）， 找出其中的声音元素并分析其作用。 写在16K纸上，顶部注明学号、姓名。 写在16K纸上，顶部注明学号、姓名。 下周带上所分析的影片，随堂交流，提交 作业，逾期不收。 5分
音响技术第2章声学基础
我们以舞台上左右前后错开的各种乐器组成整个乐队. 他们演奏时, 到达听众耳际的声音可分为三类:
第二类为反射声.
第一类为直达声.
第三类为混响声.
与单声道重放声相比, 立体声具有一些显著的特点. 具有明显的方位感和分布感
用单声道放音时, 即使声源是一个乐队的演奏, 聆听者仍会明确地感到声音是从扬声器一个点发出的. 具有较高的清晰度
1.声压
声压的大小表示声波的强弱. 在一定时间内, 瞬时声压对时间取均方根值称为有效声压. 用电子仪表测量得到的通常是有效声压, 人们习惯上讲的声压实际上也是有效声压. 声压的国际单位是“Pa”（帕）, 1 Pa＝1 N/m2, １大气压＝105 Pa. 声压与大气压相比是极其微弱的. 正常人能听到的最弱声音约为2×10-5 Pa, 称为参考声压, 用符号Pr表示.
掩蔽效应是指同一环境中的其它声音会使聆听者降低对某一声音的听力. 一个较强的声音往往会掩盖住一个较弱的声音, 特别是当这两个声音处于相同的频率范围时.
01
掩蔽效应在音响技术中得到应用. 如一些降噪系统就是利用掩蔽效应的原理设计的, 信噪比的概念及其指标要求也是根据掩蔽效应提出来的. 在数字音源中, 可利用掩蔽效应进行压缩编码.
01
正弦定理告诉我们: 改变左右两只扬声器的发声强度, 声像将定位在两只扬声器之间.
(2 - 3)
01
02
式中l表示两耳距离； θ表示声源与人头中心线的夹角, 称为平面入射角； c为声速. 设l=20 cm,
c＝340 m/s, 则
02
Δt≈0.62 sinθ (ms) (2 - 4)
两耳虽然相距不远, 但是, 由于头颅的阻隔作用, 使得从某方向传来的声音需要绕过头部才能到达离声源较远的一只耳朵中去. 在传播过程中, 其声压级会有一定程度的衰减, 使两侧耳壳处产生声级差.
3.1声学基础
p p0 0
p p0 1 将上式两边对时间求导得到： t 0 t
③
根据公式①的连续性方程、公式②的动力学方程和公式③的理想气体方
• 频率与周期的关系： f=1/T • 波长、频率与声速的关系: c = λ f 在一定媒质中，c不变，所以，f↑=λ↓，f↓=λ↑
2.怎么来描述声音？ 声波的频率与周期
2.怎么来描述声音？ 纯音和噪声
2.怎么来描述声音？
2.声学基本概念
1.声速 物体的振动会引起周围空气的振动，空气是一种具有质量、弹性和可压缩 性的物质。由于空气的压缩与扩张这种不间断的运动就形成了声波，声波 在空气中传播，它的速度只与介质的特性和热力学温度有关系。在理想气
c RTa 其中 是流体的比热比；R 体中，声速c可用下面表达式定义：
是气体常数； Ta 是热力学温度。
2.声压
当地气压与大气压的差值就是声压。声压是一个与时间和位置相关的物理
量，用p(x,t)来表示。
2.怎么来描述声音？
3.声阻抗
介质的特性决定着声音的传播，介质的特性用声阻抗来表示，是一个十分 重要的物理参数，它可由声压与体积速度的复数比值得到：
I
I
穿过微小面积单元的声功率： dW I dS I dS cos
穿过任意曲面声功率： W I dS I cos dS
声功率
穿过波振面的声功率可直接用面积乘以声强。
I
r
S
I
声强均匀的平面波功率：
指向均匀点声源功率：
W IS
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2，声音的客观属性
1) ，声源：产生声音的振动物体和系统 （１）分类： 乐音声源、语音声源、自然声声源、机 械声声源等 （２）声源的组成： 任何声源由激励源、振动源、共鸣源三部分组成 声源组成
声波的基本性质 客观属性
1，什么是声音；
声音是客观物体振动，通过介质传播，作用人耳, 产生的主观感觉。它不但是一种客观存在的物理 量，而且也是人的主观感觉。我们应当从客观和 主观两个方面去理解和掌握声音。
声音产生的过程
横波和纵波
横波：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波， 叫做横波． 波形特点：凹凸相间．
（３）声源的特征（声音的三要素）
客观特征 ：振幅 、频率 、谐波
主观特征： 音量 、音调 、 音色 A, 音源的振幅—音量，（由声压级、电平级决定） 1.几种音源的动态范围
2，调整音量的设备 放大器 、 衰减器 、 压限器 、 噪声门 工作特性
B,音源的频率-音调 （由振动速度决定）
1，几种音源的频率范围
2，调整音调的设备，变调器
、移频器 、声反馈抑制器
声音的指向性与覆盖面积：
高频 声音指向性很强 覆盖角度窄小、 射程远、穿透力强 中频 有一定指向性 覆盖面积比较容 易控制 低频 指向性不明显 向四面辐射、声 功能损失大、传播距离近
Ｃ，声源的频谱—音色（由谐波分配比例决定）
1，频谱的比较
2，处理频谱（音色）的设备与特性
低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器 、均衡器、激励器 工作