(完整版)声波的衰减函数关系
点声源随距离衰减规律
点声源随距离衰减规律
声波是一种机械波，需要介质来传播。
声波传播时会遇到介质的阻力
和摩擦力，这些阻力和摩擦力会使声波的能量逐渐减弱，导致声音随
距离衰减。
声音的衰减规律主要受到以下因素的影响：
1. 距离：声音的衰减程度与距离成正比。
当距离增加时，声音的能量
逐渐分散，导致声音强度下降。
2. 声源功率：声源功率越大，能够产生的声压级也越高。
因此，在相
同距离下，功率较大的声源产生的声压级也更高。
3. 声波频率：不同频率的声波在传播过程中受到不同程度的衰减。
低
频声波相对于高频声波更容易穿透障碍物和远距离传播。
4. 环境：不同环境中对于声音有着不同程度的吸收和反射作用。
例如，在空气中传播时，由于空气分子之间存在着摩擦作用，因此空气对于
高频声波的吸收作用更强。
综合以上因素，声音的衰减规律可以用以下公式表示：
L = L0 - 20log(d) - 11 + 10log(P)
其中，L为声音的声压级，L0为参考声压级，d为距离，P为声源功率。
这个公式表明了在相同环境下，距离每增加一倍，声压级就会降
低6dB。
而当距离相同时，功率每增加10倍，声压级就会增加10dB。
需要注意的是，在实际应用中，不同环境下的衰减规律可能会有所不同。
例如，在室内和室外传播时，由于环境不同所以衰减规律也不同。
因此，在进行实际应用时需要根据具体情况进行调整。
总之，在了解了点声源随距离衰减规律后，我们可以更好地控制和设
计声学系统，并在实际应用中做出更加准确和合理的判断和决策。
噪声距离衰减公式
噪声距离衰减公式自由场衰减公式是根据声波传播过程的特性推导而来的，其中最常见的是随距离平方衰减公式。
该公式表明，声波的声压级与距离的平方成反比。
数学上可以表示为：L1 = L0 - 20log(d1/d0)其中L1是目标距离d1处的声压级，L0是参考距离d0处的声压级。
这个公式假设了以下情况：声源和接收器之间没有障碍物，空气吸收和散射噪声的效应可以忽略，声波在自由空间中传播。
然而，在实际应用中，这些假设并不总是成立，因此可能需要使用其他修正因子来调整公式以考虑更多因素的影响。
半自由场衰减公式是用来描述在相对封闭的空间中声波如何传播和衰减的公式。
一个常见的模型是T60模型，它描述了声音从发声到衰减到原始强度的时间。
数学上可以表示为：V(t)=V0*10^(-t/T60)其中V(t)是时间t后的声量，V0是初始音量，T60是声波衰减到其初始音量的1/1000所需要的时间。
T60值的物理意义是“时间”，用来表示声音在房间中衰减到原始强度所需要的时间。
另外一个常见的半自由场衰减公式是反射面衰减公式，它描述了声波在墙壁和其他表面上反射的效应。
该公式假设反射面上的声波是完全独立于入射声波的，即波面完全平坦。
数学上可以表示为：L1 = L0 - 10nlog(r)其中L1是目标距离d1处的声压级，L0是参考距离d0处的声压级，n是反射系数，r是距离d1处的反射面距离与参考距离d0处的反射面距离之比。
需要注意的是，以上公式仅仅是一些常用的噪声距离衰减公式，实际应用中可能需要根据具体情况进行修改和调整。
例如，可以考虑到空气湿度、温度、频率和波长等因素对声波衰减的影响，以得到更准确的结果。
在实际应用中，通常会结合多个公式和模型，根据具体环境和情况进行综合分析。
这些公式和模型对于优化声波传播系统、进行噪声控制和评估环境噪声等方面都起着重要的作用。
噪声衰减公式(建议收藏)
点声源随传播距离增加引起的衰减在自由声场（自由空间）条件下，点声源的声波遵循着球面发散规律，按声功率级作为点声源评价量，其衰减量公式为:.。
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..文档交流（8—1)式中：△L—-距离增加产生衰减值，dB;r——点声源至受声点的距离，m.在距离点声源，r1处至r2处的衰减值：△L＝20 lg（r1/r2）(8-2）当r2＝2 r1时，△L＝—6dB，即点声源声传播距离增加1倍，衰减值是6 dB.点声源的几何发散衰减实际应用有两类:a．无指向性点声源几何发散衰减的基本公式是：L（r)＝L(r0）-20 lg(r/r0）（8—3）式中：L（r),L（r0）—-分别是r，r0处的声级。
如果已知r0处的A声级,则式（8-4）和式（8-3）等效：L A（r）＝L A（r0）-20 lg（r/r0) (8—4）式（8-3）和式(8-4）中第二项代表了点声源的几何发散衰减：A div＝20 lg（r/r0) （8-5）如果已知点声源的A声功率级L WA,且声源处于自由空间，则式（8—4）等效为式（8—6）:L A（r）＝L WA-20 lgr—11 （8—6)如果声源处于半自由空间,则式（8—4)等效为式（8—7）：L A(r）＝L WA-20 lgr-8 （8—7）b．具有指向性声源几何发散衰减的计算见式（8-8）或式（8-9）：L（r）＝L（r0)-20 lg（r/r0）(8-8）L A（r）＝L A（r0）—20 lg(r/r0）（8—9）式(8-8）、式(8-9）中，L(r)与L（r0），LA（r）与L A（r0）必须是在同一方向上的声级.。
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点声源衰减公式
点声源衰减公式在声学中，点声源衰减公式是一种对声源衰减的模型，用来预测声源离接收者的距离，从而了解声音的衰减表现。
其理论可以追溯到1860年，由古典物理学家、德国科学家阿尔伯特弗洛伊德威尔哈芬提出。
弗洛伊德威尔哈芬的研究表明，声波的衰减与距离有关，可以用来描述声源衰减关系。
点声源衰减公式是这样一个简单公式：声源离墙壁衰减关系可以用P = 1/r^2表示，其中P是声源离接收者的距离，r是声源-接收者间的距离。
声源衰减与声源-接收者距离的平方成反比。
根据点声源衰减公式的定义，当声源离墙壁的距离越远，声源衰减度越低。
例如，当声源离接收者1米时，声源衰减度比离接收者2米时低4倍，离接收者3米时低9倍，以此类推。
因此，接收者可以获得更高的声源衰减度，声音也就更小了。
另外，离声源越近，声源衰减度也越高。
这是因为声源具有放射特性，当声源离接收者越近时，声源能量也越大，从而导致声源衰减度越高。
此外，由于声源的衰减受环境影响，因此声源在不同环境中的衰减也会有所不同。
点声源衰减公式的应用非常广泛，它主要用于现代声学和音频设计，即帮助计算相机的声源衰减关系，从而设计最佳的声学模型。
此外，点声源衰减公式还被用于计算各种类型的声学实验，例如室内音乐传播，室外舞台声学配置，以及音响传播等。
综上所述，点声源衰减公式是用来预测声源离接收者的距离，从而了解声音的衰减表现的一个模型。
它由古典物理学家、德国科学家阿尔伯特弗洛伊德威尔哈芬于1860年提出，是一个简单的公式，即声源离接收者的距离的平方与声源衰减成反比。
它的应用非常广泛，主要用于现代声学和音频设计，以及各种类型的声学实验，实现最佳的声学效果。
声学基础 第四章 声波的衰减
第四章声波的衰减§4.1概述到目前为止，我们讨论的声波一直是在理想介质中传播，即声波在传播过程中不存在任何形式的能量耗损。
实际上，严格的理想介质是不存在的，声波在介质中传播的过程总会伴随不同程度、不同形式的能量损耗，声衰减就是声波在介质中传播时其强度随传播距离的增加而逐渐减弱的现象。
声衰减具体表现主要有：随着声波在介质中传播距离的增加，声波动的振幅减小；声强或（平均）声能密度下降；色（频）散或声速变化等，其实色（频）散程度本身就反映声传播能耗的大小。
声波衰减的程度不仅与声波动的物理量（如频率、波矢等）有关，还与介质的特性（如均匀程度、完整程度、连续程度、介质微观粒子的质量密度和弹性性质等）密切相关。
同时还严重依赖声波长与介质内不均匀区域尺度的相对大小。
根据引起声衰减的原因或微观机制的不同，可以把声衰减划分为①几何衰减；②散射衰减；③吸收衰减。
几何衰减主要考虑声波传播中因波阵面的面积扩大而导致的声强（或声能密度）减弱。
它仅取决于声源辐射的波形及声束状况，而与介质特性无关，如球面波的声强反比于传播距离的平方。
声波的扩散衰减因其不符合指数衰减规律而无法纳入衰减系数中，因此在讨论与介质特性相关的声波衰减问题时，通常不考虑扩散衰减。
对扩散衰减的分析只能根据具体波型及其相应的指向特性单独来进行估算。
另外从能量的角度看，扩散衰减过程声源辐射声波的总能量并未变化，只不过因声扰动体积的扩大而使声能密度减小，即使在理想介质中，扩散衰减也照样可以发生。
散射衰减是指声波在介质中传播时，因碰到由另外一种介质组成的障碍物而使部分声波偏离原方向，从而导致原方向声波减弱的现象。
因此广义的散射可以认为是声传播过程中，由于遇到各种散射体而发生的反射、折射和衍射的总效应。
所谓的散射波是指在声传播方向有散射时实际接收到的波与假设无散射时应收到的波之差。
散射衰减不仅与介质的性质、状况有关，还与障碍物的性质、形状、尺寸、分布和数量有关。
点声源的距离衰减公式半自由场公式
点声源的距离衰减公式半自由场公式
声源的距离衰减公式可以根据声学原理和空间特性来推导。
在
半自由场情况下，声音传播的距离衰减可以用以下公式表示：
L = 20 log10(r) 11。
其中，L代表声音的衰减量（单位为分贝），r代表声源到听者
的距离（单位为米）。
这个公式是基于声波在半自由场中传播时的
能量损失而推导出来的。
在半自由场中，声波既受到直射声波的影响，也受到反射声波的影响，因此衰减公式中的常数项-11是考虑
了这种混合影响而得出的经验值。
这个公式表明，声音的强度随着距离的增加而呈对数减小的关系。
换句话说，声音的衰减量随着距离的增加而增加。
这个公式在
工程和实际应用中被广泛使用，用于计算声音在空间中的衰减情况，对于声学设计和声学工程具有重要意义。
除了半自由场公式，还有其他的声音衰减公式，如自由场衰减
公式和全自由场衰减公式，它们分别适用于不同的声学环境和传播
条件。
总的来说，声音的距离衰减公式是声学研究和工程应用中的
重要理论基础，对于理解声音在空间中的传播规律和进行声学设计具有重要意义。
声波衰减系数的测定
声波衰减系数的测定5902615087谢元一． 实验项目名称声波衰减系数的测定二． 实验目的测出声波在空气中的声强衰减系数三． 实验原理在自由声场中，声波传播方向上某点声强I 与声压p 、媒介特性阻抗Z 存在如下关系：Zp I 22=另外d d e I I α0=，式中0I 表示入射初始声强，d I 为深入介质d 距离处的声强，α为衰减系数即022ZI In d p In +=α又因为kE S gF E ==,，所以U In 2与d 成正比，其斜率为α四． 实验仪器声速测量仪，数字示波器，函数信号发生器，信号连接线五． 实验内容及步骤1.调节信号发射器频率，达到与换能器共振2.在共振条件下，调节发射头与接收头的距离，当示波器上出现振幅最大时，记下此时的位置坐标x 和峰值电压U ，记入实验表格3.重复步骤2多次六.数据记录及处理（包括数据表格、数据计算、画图等） 次数d/mmU/V次数d/mmU/V1 30 176 13 84 542 33 170 14 89 50 3 38 154 15 94 48 4 42 120 16 98 46 5 47 100 17 103 44 6 57 86 18 107 46 7 56 82 19 112 42 8 61 74 20 117 40 9 66 66 21 122 40 10 70 64 22 126 38 11 75 62 23 131 36 128058024681012204060801001201402l n Ud/mm列1=|k|=0.02963六．实验结果分析与小结实验结果与理论值比较接近，误差较小。
七．附上原始实验数据（拍照）。
声波衰减系数的测定实验报告
实验项目名称大学物理实验实验目的测出声波在空气中声强衰减系数。
实验原理1.声强与声压之间的关系声波在介质传播过程中，其能量随着传播距离的增加而逐渐减弱的现象称为声波的衰减。
声功率是指声源在单位时间内辐射的总声能量，常用W表示，单位为瓦。
声功率是表示声源特性的一个物理量，声功率越大，表示声源单位时间内发射的声能量越大，引起的噪声越强。
声强是指在声场中垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能，常以 I表示，单位为瓦/平方米。
声波在媒介中传播时，声强衰减如下式所示：I d I o e d式中I o表示入射初始声强，I d为深入媒质d距离处的声强，为衰减系数。
目前，在声学测量中，声强和声功率通常不易直接测量，往往要根据测出的声压通过换算来求得，故常用声压来衡量声音的强弱。
声波在大气中传播时，引起空气质点的振动，从而使空气密度发生变化。
在声波所达到的各点上，气压时而比无声时的压强高，时而比无声时的压强低，某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压强的改变量称为声压，记为 P，单位是帕斯卡。
在自由声场中，声波传播方向上某点声强I与声压P、媒介特性阻抗Z存在如下关系：I P22Z2.声压与电压关系超声换能器的核心部件是压电陶瓷片。
压电陶瓷片是用多晶体结构的压电材料（如钛酸钡），在一定的温度下经极化处理制成的。
它具有压电效应。
在简单情况下，压电材料受到与极化方向一致的应力F时，在极化方向上产生一定的电场强度E。
它们之间有一简单的线性关系 E gF。
反之，当在压电材料的极化方向上加电场E时，材料的伸缩形变S与电场E也有线性关系k称为压电常数，它与材料性质有关。
由于E和F、S和E之间具有简单的线性关系，因此, 成压S kE，比例系数g、能将正弦交流信号变反过来，也可以使声电材料纵向长度的伸缩，使压电陶瓷成为声波的波源。
压变化转变为电压的变化，即用压电陶瓷片作为声频信号的接收器。
压电陶瓷超 声换能器产生的超声波频率比较单纯， 提高测量的精密度是有利的。
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声波的衰减函数
声波在介质中传播时会被吸收而减弱，气体吸收最强而衰减最大，液体其次，固体吸收最小而衰减最小，因此对于一给定强度的声波，在气体中传播的距离会明显比在液体和固体传播的距离短。
一个声音在传播过程中将越来越微弱，这就是声波的衰减。
造成声波衰减的原因有以下三个:
1.扩散衰减
物体振动发出的声波向四周传播，声波能量逐渐扩散开来。
能量的扩散使得单位面积上所存在的能量减小，听到的声音就变得微弱。
单位面积上的声波能量随着声源距离的平方而递减。
2.吸收衰减
声波在固体介质中传播时，由于介质的粘滞性而造成质点之间的内摩擦，从而使一部分声能转变为热能；同时，由于介质的热传导，介质的稠密和稀疏部分之间进行热交换，从而导致声能的损耗，这就是介质的吸收现象。
介质的这种衰减称为吸收衰减。
通常认为，吸收衰减与声波频率的平方成正比。
频率越高超声波越容易被吸收，随着传播距离增加超声波被吸收的越多，由于距离增加会使超声波吸收太多反射回来成像的强度减低。
3.散射衰减
当介质中存在颗粒状结构(液体中的悬浮粒子、气泡，固体中的颗粒状结构、缺陷、搀杂物等)而导致声波的衰减称散射衰减。
通常认为当颗粒的尺寸远小于波长时，散射衰减与频率的四次方成正比；当颗粒尺寸与波长相近时，散射衰减与频率的平方成正比。
扩散衰减只与距声源的距离有关，与介质本身的性质无关。
吸收衰减与散射衰减大小则取决于声波的频率和介质本身的性质。
表示声波在某种介质中传播时衰减的大小用衰减系数α。
衰减系数α按下式计算:
α=1
x
20lg
A
A0
式中x——距声源的距离；A0——声源处的声压；A——所测量处的声压。
从式可看到，所谓衰减系数就是声波在传播路径上单位长度上的衰减量。
简单点说，介质致密的物体衰减小，象钢管，漏水声可以沿钢管传播很远，所以，在钢、铁类管道上很容易收索到漏水目标。
松散的物体，声衰减很大，传播距离很短。
对于同一类物体，声波频率越低，传播距离则越远。
如以一较高频率对结构松散、密度差的介质作声波探测时，由于该介质中存在着折射、绕射以及可能出现的多次反射和散射等现象，至使高频率声波无法按原有射线方向传播，声速衰减快，探测无法进行。
如降低探测声波的频率，使波长加大，其声波便可穿透较大距离。
管道泄漏形成的声波一般频率较低，这是测漏仪能实用于各种地面漏水探测的理论依据。