文档介绍：声学基本概念
第1页，讲稿共19张，创作于星期日
声压
声与声波
声波是弹性介质中变化的压力、应力或质点运动等的传播，是物质波。真空中没有声波。
在气体、液体中的声波为纵波。在固体中除了有纵波外，创作于星期日
一维声波的波动方程（续）
波动方程：
为小信号下的声速
空气中声速：331m/S (0°C)，
声速随温度的变化 +C；
水中声速：1480m/S (20°C)
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三维声波的波动方程
或
其中
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波动方程的解
可以证明：一维波动方程的解是：
其中，“+”号代表沿-x方向传播的平面波，“-”号代表沿x方向传播的平面波。
沿x方向传播的正弦波可写作：
其中
称为波数
或
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声阻抗率 声阻抗 特性阻抗
声阻抗率
把声压、振速用复数表示为
定义声阻抗率为
声阻率
声抗率
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声阻抗
在一个通过声波的面积S上，可定义其声阻抗为
声阻
声抗
特性阻抗
可以证明：在自由行波的情况下，为振速）同相，即
为介质的特性阻抗
为静态空气的密度。
定义
其中
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声强 声功率
声能量密度
声能量密度：单位体积里的声能量。
平均声能量密度：
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声功率
单位时间内通过垂直于声传播方向的面积S的平均声能量，单位为：W。
声强
通过垂直于声传播方向的单位面积上的声能量，单位为W/m2
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声级 分贝
背景
声振动的能量范围极其广阔。人们通常讲话的声功率约只有10-5W，强力火箭的噪声声功率可高达109W，两者相差十几个数量级。
人耳对声音主观上产生的“响度感觉”并不是正比于强度的绝对值，而是更近于与强度的对数成正比。
基于这两方面的原因，在声学中普遍使用对数标度来度量声压和声强，称为声压级和声强级。其单位常用dB(分贝)表示。
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声压级
声压级定义：
声强级
声强级定义:
待测声压的有效值
参考声压，
一般取为2×10-5Pa
待测声强的有效值
参考声强，
一般取为10-12Pa/m2
声强级与声压级的关系:
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声压级举例
声压级 （dB）
举例
140
喷气发动机（25m外）
120
痛阀，喷气飞机起飞（100m外）
120
摇摆音乐
110
摩托车加速（5m外）
100
风铲（2m外）
90
载重汽车旁，吵闹工厂
80
吵闹街道交通
70
商业办公室
60
谈话
50
安静的饭馆
40
图书馆、客厅
30
卧室
20
风吹树叶
10
人的呼吸声（3m外）
0
最好的听阀
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响度 响度级
人耳对声音强度的感受不但与声波强度的对数近于成正比，而且与声波的频率也有关。
实用上为了定量地确定某一声音的“响”的程度，把它和另一个标准的声音(通常为1KHz纯音)相比较，调节1KHz纯音的声压级，使它和所研究的声音听起来同样“响”，这时1KHz纯音的声压级就被定义为该声音的响度级。
响度级的单位为方。
例如，当1KHz纯音的声压级为80 dB时与某一扬声器发出的声音听起来同样地响，那么不管扬声器声音的声压级为多少，它的响度级被认为是80方。
按照以上规定，显然对1KHz的纯音，其以分贝计的声强级与以方计的响度级数值上是相等的。
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等响曲线
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思考题与****题
2-1 在20℃的空气里，有一平面声波，已知其声压级为74dB，试求其有效声压、平均声能量密度与声强。
2-2 欲在声级为120 dB的噪声环境中通电话，假设耳机在加一定电功率