声学原理
声学的基本原理和应用

声学的基本原理和应用声学是研究声音产生、传播和接收的学科。
声学的基本原理包括声音的产生、传播和接收三个方面,同时声学也有许多实际应用。
本文将从这两个方面来探讨声学的基本原理和应用。
一、声学的基本原理1. 声音的产生声音是由物体振动引起的,当物体振动时,会通过分子之间的相互作用传递声能,从而产生声波。
声音的产生需要具备以下条件:振动的物体、介质以及能够将机械能转化为声能的振动方式。
2. 声音的传播声音的传播是指声波在介质中的传播过程。
声波的传播需要通过介质,常见的介质包括空气、水和固体。
声音在传播过程中会产生折射、反射、散射等现象,从而使声音能够在不同的环境中传播。
3. 声音的接收声音的接收是指声音到达人耳或接收器件时的过程。
人耳是人体的听觉器官,能够将声音转化为神经信号,经过神经系统传递到大脑,从而产生听觉感觉。
而接收器件则可以将声音转化为电信号或其他形式的能量。
二、声学的应用1. 声学工程声学工程是将声学原理应用于建筑、交通、环境等领域的工程技术。
例如,在建筑设计中,声学工程师可以通过调整建筑结构、使用吸音材料等方式,优化室内声学环境,提高空间的舒适度和声音的清晰度。
2. 声学检测与测量声学检测与测量是利用声学原理进行物体或现象的检测与测量。
例如,超声波检测技术可以用于医学中的超声诊断,通过发送超声波,可以对人体内部器官进行成像和检测。
3. 声学信号处理声学信号处理是利用计算机和数字信号处理技术对声音信号进行处理和分析。
例如,语音识别技术可以将人的语音转化为文字,广泛应用于语音助手、自动驾驶等领域。
4. 声学乐器制造声学乐器制造是应用声学原理制造乐器的技术。
通过调整乐器内部共鸣腔体的结构和材料,可以获得不同的音质和音色。
例如,小提琴和钢琴等乐器的制造都需要考虑声学原理来设计共鸣腔体和音源。
5. 声学音频技术声学音频技术包括音频录制、混音、放音等方面,被广泛应用于音乐、广播、电影等领域。
通过合理的录音、声效设计和播放,可以提高音质和音效的真实感,增强听众的音乐和影视体验。
声学原理文档

声学原理1. 简介声学是研究声波传播和声音产生的一门科学。
声音是一种机械波,是由物体的振动产生的,通过弹性介质(如空气、固体和液体)传播。
声学原理涉及声音的产生、传播、接收以及其与介质的相互作用等方面。
2. 声音的产生声音的产生是由物体的振动引起的,当物体振动时,周围的介质分子也会跟随振动。
这些分子之间的相互作用使得能量从振动物体传播到周围的介质中,形成声波。
常见的声音产生方式包括:乐器演奏、声带振动和物体的机械振动等。
3. 声波的传播声波是机械波,通过介质的振动传播。
声波可以传播在固体、液体和气体中,甚至可以在真空中传播。
声波传播的特性与介质的性质有关。
在固体中,声波的传播速度通常较大,在液体中稍小一些,在气体中最小。
声波传播速度的计算公式为:$$v = \\sqrt{\\frac{B}{\\rho}}$$其中,v是声波传播速度,B是介质的弹性模量,ρ是介质的密度。
4. 声波的特性声波具有三个基本特性:频率、振幅和波长。
•频率:声波的频率是指每秒钟振动的次数,单位为赫兹(Hz)。
频率越高,声音越高音调。
•振幅:声波的振幅表示声音的强弱,振幅越大,声音越响亮。
•波长:声波的波长是指两个相邻的峰值或谷值之间的距离,单位为米。
波长与频率和声速之间有关系:波速= 频率 × 波长。
5. 声音的接收声音的接收是指将声波转化为可感知的信号。
常见的声音接收器包括人的耳朵和声音传感器等。
当声波到达接收器时,声波作用在接收器上,产生微小的变化。
耳朵通过耳膜和听骨传递这些变化,最终由神经系统解释为声音。
6. 声学与环境声学在环境保护、音乐、通信等方面都起到重要的作用。
•环境保护:声学在环境噪声控制中发挥重要作用,研究如何减少噪声对人体健康和环境产生的不利影响。
•音乐:声学原理对于乐器的设计和演奏有着重要意义,研究声音在不同乐器上的传播和共鸣。
7. 结论声学原理研究声音的产生、传播和接收等过程,对于理解声音的本质和应用声学技术具有重要意义。
声学的基本原理和应用

声学的基本原理和应用声学是研究声音产生、传播和接收的科学学科。
它涉及到声音的物理特性、声音与人类感知的关系以及声音在各个领域的应用。
本文将介绍声学的基本原理和其在现实生活中的应用。
一、声音的产生和传播声音是由物质振动引起的机械波,需要介质来传播。
声音的产生主要通过物体的振动,比如乐器的弦、空气中的声音波动等。
当物体振动时,周围的空气被压缩和稀薄,产生气压的变化,从而形成声音波。
声音的传播是通过介质的分子之间的振动传递能量而完成的。
在空气中,声音通过分子之间的相互碰撞传播。
声音波在传播过程中会发生折射、反射、衍射等现象,这些现象是由波动特性决定的。
二、声音的特性与检测声音具有频率、振幅和波长等特性。
频率决定了声音的音调高低,单位为赫兹(Hz);振幅决定了声音的音量大小,振幅越大声音越大;波长决定了声音的空间传播特性。
人类通过耳朵感知声音,并通过声音的特性判断不同的声音源。
为了测量和分析声音,声学技术应运而生。
声学仪器如麦克风、声频分析仪等可以测量声音的频率、振幅和波长,帮助理解声音的特性。
三、声学的应用领域1. 音乐与娱乐:声学在音乐和娱乐领域中起着重要作用。
音响系统的设计和调校、演唱会和室内剧院的声学处理,都需要声学专业知识的运用。
声学也用于建筑物和工作场所的噪音控制,以提供一个良好的听觉环境。
2. 通信与传媒:声学在通信和传媒领域有广泛应用。
手机、麦克风和扬声器等设备使用声学技术进行声音信号的采集、传输和放大。
此外,声学技术也用于音频和视频的编码与解码,以及音频和视频的增强和修复。
3. 医学与生物学:声学在医学和生物学领域的应用非常重要。
超声波成像技术用于医学诊断,如对胎儿进行观察和检测。
声学也用于海洋生物学,通过声波探测海洋生物的分布和移动。
4. 环境与城市规划:声学在环境和城市规划中扮演着重要的角色。
通过声学测量和模拟,可以评估和改善城市环境中的噪音问题。
声学也用于设计隔音设备,减少室内和室外噪音的传播。
声音的传播与声学原理

声音的传播与声学原理声音是我们日常生活中不可或缺的一部分,它通过介质的震动传播到我们的耳朵中,让我们能够听到各种各样的声音。
声音的传播与声学原理是一个复杂而又有趣的话题,本文将对声音的传播过程和声学原理进行探讨。
一、声音的传播过程声音传播的基本过程可以归纳为三个步骤:声源的产生、声波的传播和声音的接收。
首先,声源的产生是声音传播的起点。
声源可以是各种各样的物体,比如说乐器、人的声带、机器等。
当声源振动时,会产生声波。
接下来,声波通过介质(通常是空气)的震动传播。
当物体振动时,会引起周围介质的压缩和膨胀,形成机械波,即声波。
声波是通过分子之间的相互碰撞传递能量的,它以波的形式向外传播。
最后,声音被接收。
当声波传播到达我们的耳朵时,会使耳膜振动,进而激发听觉神经信号传输到大脑,我们才能够感知到声音。
二、声学原理声学原理是研究声音的物理特性和传播规律的学科。
下面我们将介绍几个与声学相关的重要原理。
1.声源与频率声源的产生与物体的振动有关,不同的振动形式会产生不同的频率。
频率是指物体振动的次数,单位为赫兹(Hz)。
人类可以听到的声音频率范围约为20 Hz 到 20,000 Hz,这个范围称为听觉频率范围。
低于20Hz的声音被称为次声音,高于20,000 Hz的声音被称为超声音。
2.声波的传播速度声波在不同介质中的传播速度是不同的,主要受介质的性质影响。
在空气中,声波的传播速度约为343米/秒。
而在固体和液体中,声波的传播速度会更快。
3.声音的强度和音量声音的强度与声音的振动幅度有关。
振动幅度越大,声音的强度就越高。
声音的强度单位是分贝(dB),分贝数越大,声音越强。
人耳对声音强度有一定的范围感知,通常声音强度超过85dB会被认为是噪音。
音量是人们对声音强度的主观感受,它与声音的强度并不完全相同。
声音的音量是通过改变声音的强度和频率来实现的。
4.声音的衍射与反射声音在传播过程中会发生衍射与反射。
衍射是指声波遇到障碍物时发生弯曲和传播方向改变的现象。
声学原理

声学原理声波是由物体振动产生的,当振动在一定的频率和强度范围内时,人耳就可听到。
振动发声的物体称为声源。
声源发声后要经过一定的介质才能向外传播,而声波是依靠介质的质点振动而向外传播声能,介质的质点只是振动而不移动,所以声音是一种波动。
波是振动的传播是振动状态的传播,即振动方向、振动位相或振动能量的传播。
波的传播并不是介质或物理量本身的向前运动。
即声源的质点并不随声波前进,他只在原地运动,传递出的只是质点的运动状态。
由上所述,声音为一串串稀疏稠密交替变化的波,而疏和密就是空气压强的变化,再通过人的耳膜对空气压力的反映传入大脑,从而听到声音。
声波是描述声音的物理现象,常用波形表示。
声波具有一切“波”的性质。
所以产生声音的必要条件有两个:1、必须要有振动体或振动源。
2、声波的传递必须依靠传播媒介。
声波传播的空间称为声场。
气体中的声波属于纵波,即波的前进方向与媒质质点的振动方向在一条直线上。
同一时刻,同位相的振动传播到达点的集合叫做波阵面。
波阵面是平面的波叫平面波,波阵面是球面的波叫球面波。
一般情况下,平面振动发出的波是平面波,点源振动发出的波是球面波。
人耳的听音范围是20Hz~20KHz。
低于20Hz叫次声波,高于20KHz的叫超声波。
声波在振动一个周期内传播的距离叫做波长。
用λ表示声波一秒钟传播的距离叫“波速”用c表示声波一秒钟振动的次数叫“频率”用 f表示它们之间的关系:λ=c/f相位:说明其声波在周期运动中所达到的精确位置,通常用圆周的度数来表示。
振动频率、振幅和传播速度相同而传播方向相反的两列波叠加合时,就产生驻波。
驻波形成时,空间各处的介质或物理量只在原位置附近作振动,波停驻不前,而没有行波的感觉,所以称为驻波。
声波在传输过程中具有相互干涉作用。
两个频率相同、振动方向相同且步调一致的声源发出的声波相互叠加时就会出现干涉现象。
如果它们的相位相同,两波叠加后幅度增加声压加强;反之,它们的相位相反,两波叠加后幅度减小声压减弱,如果两波幅度一样,将完全抵消。
物理学中的声学原理

物理学中的声学原理自古以来,人类一直在探索和研究声音的本质和原理。
而物理学中的声学原理便是对声音产生、传播和感知的背后机理的科学研究。
以下将从声音的基本概念、声音的产生和传播、声音的特性等几个方面来探讨声学原理。
一、声音的基本概念声音是一种可以被听到的机械波,是由物体的振动产生的。
当物体振动时,会引起周围的介质(通常是空气)被压缩和稀薄,形成一个波动。
这种在介质中以机械振动形式传播的波动就是声波。
声音在传播时,会向外扩散,以球形波前传递。
声音通常可以分为两种类型:纯音和复合音。
纯音是频率为一个值的单一波形式。
而复合音则由多个频率、振幅和相位不同的波形合成而成,例如我们在日常生活中听到的所有声音,例如说话声、音乐、器乐等等。
二、声音的产生和传播声音是由物体的振动产生的,一般来讲,产生声音的物体都具有弹性和质量。
当物体振动时,就会引起空气中的分子振动。
这种振动会将波动以压缩/稀薄的形式传递给周围的空气分子,这就是声音的产生和传播。
声音在传播时,需要经过空气的高压和低压区域。
这种高压和低压的变化,可以用声波的正弦曲线来描述。
声波的频率越高,压力也会变化得越快,这也就意味着声音变得越高。
而声波的振幅则代表声音的强度,振幅越大,声音就越大。
三、声音的特性声音有很多不同的特性,常见的声学参数包括频率、振幅、声速、声阻抗、谐波、噪声等。
其中,频率和振幅是声音最为基本的特性。
频率是指声波的振荡次数,单位是赫兹(Hz),通常用来表示声音的高低音调。
一般来讲人类能够听到20Hz到20kHz的频率范围内的声音。
而振幅则代表着声音的强度和音量大小,通常使用分贝(dB)作为测量单位。
除此之外,声音还会受到物体的吸收和反射的影响。
当声波碰到一个物体时,一部分声波会被吸收,一部分则会反射回来,这也就是声音反射的原理。
反射的幅度和角度取决于物体的形状,因此不同的物体会对声音的反射产生不同的影响。
总之,声学原理是研究声音产生、传播和感知的一门重要的学科。
01、声学原理

声音的干涉现象
声波在传输过程中具有相互干涉作用。 两个频率相同、振动方向相同且步调一致的声源发出的 声波相互叠加时就会出现干涉现象。 如果它们的相位相同,两波叠加后幅度增加声压加强; 反之,它们的相位相反,两波叠加后幅度减小声压减弱, 如果两波幅度一样,将完全抵消。 由于声波的干涉作用,常使空间的声场出现固定的分布, 形成波峰和波谷(从频响曲线上看似梳状滤波器的效 果 ) , 即 : 音 响 术 语 中 常 说 的 ---- 驻 波 现 象 。
混响时间:T60
混响时间:T60
室内声音的传播特性
室内声音的传播特性
声音的指向性与覆盖范围
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
声音的指向性与覆盖范围
声音的指向性与覆盖范围
声音的客观特性之振幅
振幅:
声波的振动幅度,它的大小影响人耳对声音强弱的感 觉强度(即响度)单位:分贝(dB)
声音的客观特性之频率
频率:
声波每秒钟振动的次数。它直接影响人耳对声音高 低(音调)的感觉。单位:赫兹(Hz) 各个物体振动有快有慢,例如细而短的琴弦振动比较 快,粗而长的琴弦振动比较慢。例如某种物体的振动 次数为每秒100次时,它的频率就是100HZ。
现象一:两侧声源A、B与人耳距离相同时,人们感觉声音由前方
来,俗称“假立体声”。 现象二:当距离A声源略近时,实际应是A音大,B音小的两个声 源,但人们往往只感觉到所有声音均由 A 输出,这种错觉现象即 是“哈斯效应”。 现象三:将近点A的声音加以延时,使它迟于B声源进入人耳,人 们即感觉到所有声音均由B声源发出。
音的传播与声学原理

音的传播与声学原理音乐是我们生活中不可或缺的一部分,它通过声音的传播使我们产生情感上的共鸣。
但是,我们是否真正理解音的传播以及背后的声学原理呢?本文将探讨音的传播过程以及其中的声学原理。
一、声音的产生与传播声音是由物体振动引起的,当物体振动时,周围的空气也随之振动,形成一种传播的波动现象。
这种波动被称为声波,它通过分子之间的相互作用和碰撞而传播。
声波传播的速度受到介质的影响,一般在空气中的传播速度约为343米/秒。
在空气中,声音的传播是以压力波的形式进行的。
当物体振动时,会产生一系列的高压区和低压区(即声波的纵波),这种压力波通过空气分子之间的相互作用传播出去,从而使得我们能够听到声音。
二、声音的特征参数声音具有一些特征参数,包括音调、响度、音色和时长。
音调取决于声波的频率,频率越高,音调越高,频率越低,音调越低。
通常,我们用赫兹(Hz)来表示声音的频率。
响度是用来描述声音的强度的参数。
响度与声音的振幅有关,振幅越大,响度越高。
音色是用来区分不同乐器和人声的特征。
不同乐器和人声发出的声音具有不同的频谱特征,这种频谱特征决定了声音的音色。
时长是指声音持续的时间,它可以长短不一,可以用秒(s)、毫秒(ms)等单位来表示。
三、声学原理声学研究了声音的产生、传播和接收等过程,探讨了许多与声音有关的原理。
1. 声波的传播速度声波在不同介质中的传播速度是不同的。
在空气中的传播速度约为343米/秒,而在水中的传播速度约为1500米/秒。
传播速度取决于介质的密度和弹性系数。
2. 声音的反射、折射和传播路径声音在遇到障碍物时会发生反射和折射。
当声波传播到一个边界上时,一部分能量会被反射回来,另一部分会继续传播到另一侧。
声音的传播路径也会受到空间中物体分布的影响,当声音遇到障碍物时,传播路径会发生弯曲,这就是声音的折射现象。
3. 声音的吸收和衰减声音在传播过程中会遇到各种吸音材料,这些吸音材料可以吸收声音的能量,减少声音的反射和传播。
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声学原理声波是由物体振动产生的,当振动在一定的频率和强度范围内时,人耳就可听到。
振动发声的物体称为声源。
声源发声后要经过一定的介质才能向外传播,而声波是依靠介质的质点振动而向外传播声能,介质的质点只是振动而不移动,所以声音是一种波动。
波是振动的传播是振动状态的传播,即振动方向、振动位相或振动能量的传播。
波的传播并不是介质或物理量本身的向前运动。
即声源的质点并不随声波前进,他只在原地运动,传递出的只是质点的运动状态。
由上所述,声音为一串串稀疏稠密交替变化的波,而疏和密就是空气压强的变化,再通过人的耳膜对空气压力的反映传入大脑,从而听到声音。
声波是描述声音的物理现象,常用波形表示。
声波具有一切“波”的性质。
所以产生声音的必要条件有两个:1、必须要有振动体或振动源。
2、声波的传递必须依靠传播媒介。
声波传播的空间称为声场。
气体中的声波属于纵波,即波的前进方向与媒质质点的振动方向在一条直线上。
同一时刻,同位相的振动传播到达点的集合叫做波阵面。
波阵面是平面的波叫平面波,波阵面是球面的波叫球面波。
一般情况下,平面振动发出的波是平面波,点源振动发出的波是球面波。
人耳的听音范围是20Hz~20KHz。
低于20Hz叫次声波,高于20KHz的叫超声波。
声波在振动一个周期内传播的距离叫做波长。
用λ表示声波一秒钟传播的距离叫“波速”用c表示声波一秒钟振动的次数叫“频率”用 f表示它们之间的关系:λ=c/f相位:说明其声波在周期运动中所达到的精确位置,通常用圆周的度数来表示。
振动频率、振幅和传播速度相同而传播方向相反的两列波叠加合时,就产生驻波。
驻波形成时,空间各处的介质或物理量只在原位置附近作振动,波停驻不前,而没有行波的感觉,所以称为驻波。
声波在传输过程中具有相互干涉作用。
两个频率相同、振动方向相同且步调一致的声源发出的声波相互叠加时就会出现干涉现象。
如果它们的相位相同,两波叠加后幅度增加声压加强;反之,它们的相位相反,两波叠加后幅度减小声压减弱,如果两波幅度一样,将完全抵消。
由于声波的干涉作用,常使空间的声场出现固定的分布,形成波峰和波谷(从频响曲线上看似梳状滤波器的效果)。
对于一般的节目素材,只要几个峰和谷产生于每个1/3倍频程的频带内,那么这种梳状滤波器的影响并不特别明显。
人耳的临界频带宽度是非常接近1/3倍频程的。
在厅堂内扩声时由于墙壁的反射也会出现声波的干涉现象。
如果是纯音(正弦波)信号,这种干涉现象必然会引起空间声场的很大差异,即:有的地方声波会加强、有的地方声波会减弱甚至完全抵消,成为“死点”(听不到声音)。
好在语言和音乐不是正弦波而是复杂的波形,这种复杂的波形用傅立叶级数展开是多个不同频率、不同幅度的正弦波。
所以有“此起彼落”“填平补齐”的效果,使干涉效应不太明显。
但是!由于不同的频率信号所产生的干涉效果不同,某些频率信号加强,另一些频率信号减弱,所以常常导致房间传输特性不均匀。
房间共振可以用波动声学的驻波原理加以说明。
简单地说,驻波是驻定的声压起伏,由两列在相反方向上传播的同频率、同振幅的声波相互叠加而形成。
当声源持续发声时,在两平行墙之间、始终维持驻波状态,即产生轴向共振,其共振频率为:f=nc/2L,在矩形房间的三对平行表面间,只要其距离为半波长的整数倍,就可产生相应方向上的轴向共振。
在矩形房间中,除了上述三个方向的轴向驻波外,声波还可在两维空间内产生驻波,称切向驻波;同样,还会出现三维的斜向驻波.当波源与波的接收者之间以一定速度作相对运动时,接收者所接收到的频率(或波长),这就是多普勒效应。
当波源与波的接收者之间做相向运动即相互靠近时,接收者接收到的频率就会升高;当波源与接收者之间做反向运动即相互远离时,接收者接收到的频率就会变低。
听疾驶而来的火车鸣笛声,先是升高,然而当火车掠身而过再向后驶去时,笛声又降低。
声学的基本概念一般的声波都不是纯粹的正弦波,所有的周期振动都可以分解成各种频率、振幅和位相的正弦波,看成是它们的叠加。
我们把频率最低的叫做基频 (Foundamental Frequency),其倍频叫做谐波(Harmonics)或泛音(Over Tone)。
人们之所以能够听到声音,是由于声波振动引起的,并通过传声媒质(如:空气、水、混凝土等弹性物质)传播进入人耳。
在反射声中较早到达人耳的声波较强,这个较强的反射波称之为早期反射声,在此之后的反射声的总和称为混响声。
从声源或振动源不经过任何反射直接传入人耳的叫“直达声”,它的传播时间和路程最短,直达声最接近于原始声音,最清晰。
声音通过物体反射传入人耳的叫“反射声“。
人的双耳距离大约有15~17厘米,这个距离使人耳具有非常准确的判断声源位置的特性。
比如说:声音从左方首先进入左耳,右耳听到的声音比左耳晚一些其时间差=双耳距离/声速,为0.44~0.5mS。
这个时间差使听音者感觉声音来自左方。
所以直达声对判别声源的位置起决定性作用。
因此人们在欣赏音乐时具有立体感和空间感。
早期反射声是在室内声场的反射声中较早到达人耳的声波较强,这个较强的反射波称之为早期反射声。
早期反射声可以加强直达声,展宽声源。
早期反射声时间的长短,可以使人感觉声场的大小。
以室内声场的声能密度衰减到原始值的百万分之一时所经过的时间进行量度,称为混响时间。
因此,混响时间可定义为室内声音已达到稳态后停止声源发声,平均声能密度自原始值衰减60分贝所需的时间,并用T60或RT表示。
塞宾公式:T60=0.161V/SaV--房间容积 S--室内总表面积 a--室内平均吸声系数伊林公式:T60=0.161V/-Sln(1-a)+4mV 4m--空气衰减系数伊林公式不仅考虑了室内表面的吸声,且考虑;际上.当房间较大时,空气对频率较高的声音 (2kHz以上)也有较大的吸收。
这种吸收主要取决于空气的相对湿度和温度的影响。
声波存在的空间叫做声场。
被研究的声场有扩散声场,即声源向四方传播,没有反射。
这种能使室内任一位置上的声波可以沿所有方向传播的声场称为扩散声场。
这里所说的:"扩散",具有明确的.物理意义。
严格意义上的扩散声场必须满足以下三个条件:(1)室内的声能密度均匀,即声能密度处处相等;(2)声能在室内各个方向传递的几率相等;(3)从室内各个方向到达任一点的声波,其相位是无规的。
在这样的声场中,声波无论在空间位置上,还是在传播方向上都不会一成不变地"聚集"在一起,而是随着传播过程的进行逐渐扩展,并分散开来,直至充满全部空间并遍及所有方向。
自由声场:媒介是均匀的,各向同性,并足够大,以致于边界影响忽略不计,没有任何障碍物的声场在一般情况下,扩散声场的条件是难以满足的,但在一定条件下,把不规则的大房间中的声场近似地作为扩散声场处理,所得的结果与实际情况相差不大。
然而,如果房间的形状简单而规则,情况则不然。
这时在室内就可能出现声场的严重"不扩散"状况,声波就可能在某些位置或某些方向上特别加强,而在另一些位置或方向上特别削弱。
例如在圆形大厅中,声波将聚集在大厅中部;在正方形房间中,沿某些方向的驻波将较强等等。
为了尽可能在室内形成扩散声场,应避免采用凹形壁面,而凸面反射体的正确使用,则是使室内声场趋向扩散的一种有效方法。
这种能够促进声场扩散的反射体通常称为声扩散体。
声波传播中的衰减与声波传播的距离有关,声波原来具有的能量越多,传播的距离越大,那吸收的声能量也就越多,声强的改变相应越大。
声强变化的大小与声强及传播距离成正此关系。
声强按指数函数规律随距离增加而衰减。
声压也是按指数函数的规律随距离衰,不过比声强的衰减要缓慢。
声源发出的声能无阻挡的向远处传播,接收点的声能密度与声源距离每增加1倍衰减6dB。
与空气的吸收有关,声音是在室外长距离传播时,地面之上的温度差(梯度)将会影响声音的传播,声音的折射是指声音传播方向的变化,这是由于其速度会因温度的提高而稍微加快。
干燥空气比湿的空气对声音的衰减要大一些。
这种影响只是在2kHz以上时十分明显。
这就是说随着距离的增加,高频的衰减要此低频的大一些,并且当相对湿度在20%或稍低时衰减量是最大的,既空气温度升高或湿度增大时,衰减系数相应降低。
与声音的频率有例如,频率为400Hz和8kHz的平面波,在空气中传播1000rn后,从声压级降低的数值中发现频率较低的声波衰减不大,而对于高频率、远距离传输的信号,衰减是相当可观的。
在声源近处,由于声波的逸散而产生的衰减量占主要地位;在声源远处,由声吸收产生的衰减量将转化为主要因素。
与使用的吸声材料的吸声系数有关,一些松散的多孔材料或内部自身摩擦很大的阻尼材料,会强烈地吸收声波。
与声能量的转换有关,既间内某一物体时损声波每次撞击某一边界表面或房间内某一物体时损失了多少声能。
声波的传播,声的绕射、反射和折射,声波的独立传播定律机械波在均匀介质中传播时,传播方向不会改变;机械波在非均匀介.一种介质传播到另一种介质的界而时,会发生反射或折射,即一部分反射,一部分透射,一部分被吸收,当波在传播中遇到障碍时,会发生绕过障碍的现象,声波就是这样的。
惠更斯原理波所到达的每一点,都可以看作新的波源,从这些行的波源发出次波来,新的渡阵面就是这些次波的包迹。
包迹亦叫包络线,次波的包迹就是包住这些次波的轨迹线。
在各向同性的均匀介质中传播的波,根据惠更斯原理求出的波阵面的几何形状是不变的,即平面波还是平面波,球面波还是球面波,这是因为在各个方向上波的传播速度是不变的。
在非均匀介质中,波的传播速度要改变,因此根据惠更斯原理得出的波阵面形状就会发生变化,亦即波的传播方向会发生变化。
这是符合实际情况的。
波在传播过程中遇到障碍物时,传播方向要发生变化,发生绕过障碍物的衍射现象,也叫绕射现象,声波的频率越低,绕射的现象越明显。
1.声波的镜像反射声波在前进过程中,如果遇到尺寸大于波长的界面,则声波将被反射。
这以用镜像反射定律来说明:入射声线。
反射声线和界面的法线在入射声线和反射声线分居法线两侧同一平面内入射声线和反射声线分居法线两侧,入射角等于反射角。
反射的声能与界面的吸声系数有关。
2.声波的扩散反射声波在传播的过程中,如果遇到一些凸形的界面,就会被分解成许多较小的反射声波,并且使传播的立体角扩大,这种现象称之反射。
适当的声波扩散反射,可以促进声音分布均匀,并可防止一些声学缺陷的出现。
但是,这些表面的凸出和粗糙不平处,最小需要达到声波波长的1/7时才能起到扩散作用。
扩散反射可分为完全扩散反射和部分扩散反射两种。
前者是将入面八方反射,即反射的方向分布完全与入射方向无关,后者是指反射同时具有镜像和扩散两种性质,即部分作镜像反射,部分作扩散反射。
在室内声学中大多数的情况都是部分扩散反射。