文档介绍：第一章声音的基本性质
 一、声音的产生与传播
声音是人耳通过听觉神经对空气振动的主观感受。
声音产生于物体的振动,例如扬声器的纸盆、拨动的琴弦等等。这些振动的物体称之为声源。声源发声后,必须经过一定的介质才能向外传播。这种介质可以是气体,也可以是液体和固体。在受到声源振动的干扰后,介质的分子也随之发生振动,从而使能量向外传播。但必须指出,介质的分子只是在其未被扰动前的平衡位置附近作来回振动,并没有随声波一起向外移动。介质分子的振动传到人耳时,将引起人耳耳膜的振动,最终通过听觉神经而产生声音的感觉。例如,扬声器的纸盆,当音圈通过交变电流时就会产生振动。这种振动引起邻近空气质点疏密状态的变化,又随即沿着介质依次传向较远的质点,最终到达接收者。可以看出,在声波的传播过程中,空气质点的振动方向与波的传播方向相平行,所以声波是纵波。
    扬声器纸盒就相当于上图中的活塞。
    在空气中,声音就是振动在空气中的传播,我们称这为声波。声波可以在气体、固体、液体中传播,但不能在真空中传播。
 二、声波的频率、波长与速度
当声波通过弹性介质传播时,介质质点在其平衡位置附近作来回振动。质点完成一次完全振动所经历的时间称为周期,记为 T,单位是秒(s)。质点在1秒内完成完全振动的次数称为频率,记作 f,单位为赫兹(Hz),它是周期的倒数,即:
f=1/T
       介质质点振动的频率即声源振动的频率。频率决定了声音的音调。高频声音是高音调,低频声音是低音调。人耳能够听到的声波的频率范围约在20—20000Hz之间。低于20Hz的声波称为次声波,高于20000Hz的称为超声波。次声波与超声波都不能使人产生听感觉。
声波在其传播途径上,相邻两个同相位质点之间的距离称为波长,记为λ,单位是米(m)。或者说,波长是声波在每一次完全振动周期中所传播的距离。
声波在弹性介质中传播的速度称为声速,记为 v,单位是米/秒(m/s)。声速不是介质质点振动的速度,而是质点振动状态的传播速度。它的大小与质点振动的特性无关,而与介质的弹性、密度以及温度有关。20度的空气中声速为 344米/秒。
    频率、波长、周期和声速有如下关系:
        c=fλ或 c=λ/T
    声学测量中常常在某一频率区间取特定值进行测量。这个频率区间称之为频带(Frequency band)。由上限频率 f2 和下限频率 f1 规定宽带。f1、f2 间隔可以用频率比或以2为底的对数表示,称为频程。关系式: 
        f2=2^n f1
    当n=1时,称为1/1倍频程(Octave),即每个频带是上限频率为下限频率两倍的频带宽度,即f2=2f1。
    当n=1/3时,称为1/3倍频程,,即f2= f1。
    为了某种特殊的需要,更窄的频带有1/10倍频程、1/12倍频程、1/15倍频程、1/30倍频程等等。
    1/1倍频程对应于音乐上的一个八度。
在房屋建筑中,频率为100-10000Hz的声音很重要。-。这个波长范围与建筑内部的一些部件尺度相近,故在处理一些建筑声学问题时,对这一波段的声波尤其要引起重视。
    三、声功率级、声强级和声压级
    声功率级:
    声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声能,用W表示,单位为瓦(W)或微瓦(uW)。为了计算方便,通常用一个声功率基准量10-12W作参考量,把声功率与之相比取常用对数,乘以10,称为声功率级,即
         Lw=10lg(W/Wo)
    这里Lw为声功率级(dB),W为声功率,Wo为基准声功率。
    声强级:
    单位时间内通过垂直于声传播方向的面积S (m2)的平均声能量称为平均声能量流或平均声能通量。单位面积上的平均声能通量就称为声强,记为 I (W/m2)。为了计算方便,通常用一个声强基准量值10-12W/m2作参考量,把声强与之相比取常用对数,乘以20,称为声强级,即
        Li=10lg(I/Io)
    这里Li为声强级(dB),I为声强(W/m2),Io为基准声强。
    
    声压级(SPL):
    声波在媒介中传播时,媒介某点由于受声波扰动后压强超过原先静压力的值,取均方根后的值称为声压。人耳在最低闻阀到痛阀之间相差100万倍,为了计量方便,把声压基准值20×10^-6 (N/m^2)作参考量,把声压与之相比取常用对数,乘以20,称为声压级,即
        Lp=20lo(P/Po)
    这里Lp为声压级(dB),P为声压(N/m