文档介绍：第2章声学基础
声波的基本性质
听觉的基本特性
立体声基本原理
室内声学
思考题与****题
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声波的基本性质
声波, 声音
声波与声音是两个有联系, 又有区别的概念.
1. 声波
物体的振动会引起周围媒质质点由近及远的波动, 称之为声波. 引起声波的物体称为声源. 传播声波的物质称为媒质.
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扬声器发声时, 会引起周围空气的振动而产生声波, 其传播方向与空气质点振动方向相同. 因而, 声波是一种纵波.
2. 声音
声音是声源振动引起的声波传播到听觉器官所产生的感受. 可见, 声音是由声源振动, 声波传播和听觉感受3个环节所形成的.
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声速, 波长和频率
  声波能在空气, 液体及固体等媒质中传播, 但不能在真空中传播.
1. 声速
声波在媒质中每秒钟内传播的距离称为声速, 用符号c表示, 单位为m/s. 声速与媒质的密度, 弹性等因素有关, 而与声波的频率, 强度无关. 当温度改变时, 由于媒质特性的变化, 声速也会发生变化.
当温度为15 ℃时, 声波在空气, 水和钢中的声速分别为340 m/s, 1 450 m/s和5 100 m/s. 当温度升高时, 声速略有增加.
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2. 波长和频率
声波在一个周期内传播的距离称为波长, 用符号λ表示, 单位为m. 声波在每秒钟内周期性振动的次数称为频率, 用符号f表示, 单位为Hz. 声速, 波长和频率之间的关系为
c=λ·f (2 - 1)
可见, 声波的频率越高, 则其波长越短.
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声压, 声压级
声波的强度可用声压, 声压级来定量描述.
1. 声压
大气静止时存在着一个压力, 称为大气压强, 简称气压. 当有声波存在时, 局部空间产生压缩或膨胀, 在压缩的地方压力增加, 在膨胀的地方, 压力减小, 于是就在原来的静态气压上附加了一个压力的起伏变化. 这个由声波引起的交变压强称为声压.
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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****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.
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2. 声压级
人耳有一个很奇怪的特点, 主观感受的响度并不是正比于声压的绝对值, 而是大体上正比于声压的对数值. 为此, 在声学中还用声压级来描述声波的强弱, 用符号SPL表示, 单位为dB(分贝). 声压级定义如下:
(2 - 2)
式中Pe为声压有效值, Pr为参考声压, 可见, 人耳能听到
的最弱声音, 即参考声压级为0 dB.
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反射, 绕射和干涉
声波在传播中会产生反射, 绕射和干涉等现象, 并具有一定的传播规律.
1. 反射
声波从一种媒质进入另一种媒质的分界面时, 会产生反射现象. 例如声波在空气中传播时, 若遇到坚硬的墙壁, - 1(a)所示, 反射角等于入射角, 反射声波好像从墙后的另一声源s′发射出来一样, s′被称为声像. 声像s′与声源s到墙壁的距离相等.
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当声波遇到凹面墙时, 其反射现象如图2 - 1(b)所示. 声源s发出的声波经凹面墙反射后集中到s′点, 称为声波的聚焦. 当声波遇到凸面墙时, 将产生扩散反射现象, 如图2 - 1(c)所示.
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