文档介绍：声学基础讲座
贺志坚
定义:
声学的定义很简单,就是研究声波的产生、传播、接收和效应的科学。通俗一点,就是关于声音的学问,就叫声学。

声学是一门具有广泛应用性的学科,涉及到人类生产、生活及社会活动的各个方面;同时声学又是一门具有很强交叉渗透性的学科,与各种新学科、新技术相互作用,相互促进,下面从科学、技术与艺术等几个方面,介绍一些声学的基础知识和最新进展。
声学基础讲座
一、声学基本概念
1、声和音从物理上讲,声是指在任何的弹性介质中传播的扰动,是一种机械波,从这个概念上来讲,声的范畴就很广。什么叫扰动呢?扰动是说在空气、固体或液体中的一个密度的、或者是压力的、或者是速度的一个小的变化,这个变化在这种弹性体里面就会传播出去,是能量传播出去,弹性物质本身并不传播,这么一个传递的能量就是声。
“凡响曰声”
什么是音呢?音的定义是能够引起有声调的感觉的这么一种声,讲通俗一点,就是有意义的声。
“声成文谓之音”
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2、声学研究的频率范围
广义的讲,,,反过来讲,就是一个周期10000秒,非常非常慢。,这个范畴我们叫次声,这是人的耳朵听不到的声,就是变化很慢的声音。实际上人的耳朵对声波的响应范围很窄,是从20赫到2万赫,在这个范围以外,人的耳朵都听不见了,所以在这个范围以内的声波称为可听声,2万赫以上的声叫超声。
次声频段的声波在大气物理、地球物理中都有很多的用处,地震、台风、海啸,都会产生次声,在几千公里以外,使用很灵敏的声学传感器就能接收到这种信号,然后可以处理,可以定位,台风在什么地方,强度的大小,都可以知道。
到了2万赫以上,人的耳朵也听不见了,这个声波频段称为超声频段,
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3、声学研究的强度范围
声波的强度一般用声压表示。声压是指在平均压力水平(在空气中就是大气压)的基础上随时间变化的这部分压力,声压的变化范围我们从10(-5)帕斯卡,一直研究到10(6)帕斯卡。
对这样的一个强度范围,在表述和使用时很不方便,所以一般并不讲多少多少帕斯卡,也不讲压力是多少公斤大气压,那么用什么表示声压的强度呢?是用分贝。分贝的概念现在已经用的很广泛了,大马路上都竖一个牌子说今天这个地方噪声多少分贝,那么分贝的概念是什么?实际上分贝代表的是人的对声音的主观反映。
用分贝的概念来表述声音强度的时候,我们所研究强度的范围,大概是从0分贝到180分贝。
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声压级分布范围:
0分贝到20分贝之间,是人的听阈。
20—30分贝,是比较理想的休息的场所。
40分贝, 可以非常安心地看书、学****和思考的地方。
50—60分贝,一般的面对面的交谈。
60-70分贝,具有计算机、打印机的办公场所。
70-80分贝,就是道路上平均的噪声情况。
100分贝,施工工地、建筑场所。
120分贝,喷气飞机起飞的时候,在100米以外。痛阈
140分贝,飞机喷气发动机15米的地方。
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4、声学的分类
研究声音的学科叫声学,按研究对象不同,可分为:
语言声学:研究人的发音结构与方法等生理声学
音乐声学:研究音乐与声音的关系
①研究乐器结构、制作、音域、音色——器乐声学
②研究发声、气息、共鸣等——声乐声学
③研究音律关系、数据及使用——音乐律学
电子声学: 电声学是研究声电相互转换的原理和技术,以及声信号的存储、加工、传递、测量和利用的科学。它所涉及的频率范围很广泛,从极低频的次声一直延伸到几十亿赫的特超声。不过通常所指的电声,都属于可听声范围。
水声学:声音在水下的传播规律及应用。
建筑声学:研究厅堂建筑设计与声学关系,吸音材料。
噪声学:研究噪声的危害与利用
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二、声音的产生与传播原理
1 声波的产生
人类及动物的语音产生动力源于肺。
乐器和人的发音原理的研究是从激励器、共鸣器、辐射器三大部件来入手。
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2 、声波的传播
声速也称音速,即声音在介质中传播之速度。
声波可以在固体、液体或是气体介质中传播,介质密度愈大,则音速愈快。在空气中,音速又会依空气之状态(如湿度、温度、密度)不同而有不同数值。
经过严格推导,声速公式为:
式中ρ为介质的密度;K称为体积弹性模量
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