室內(nèi)聲學(xué)基礎(chǔ).doc

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1、室內(nèi)聲學(xué)基礎(chǔ)???第一章聲音的基本性質(zhì)　　?一、聲音的產(chǎn)生與傳播　　聲音是人耳通過(guò)聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)對(duì)空氣振動(dòng)的主觀感受?！　÷曇舢a(chǎn)生于物體的振動(dòng)，例如揚(yáng)聲器的紙盆、撥動(dòng)的琴弦等等。這些振動(dòng)的物體稱(chēng)之為聲源。聲源發(fā)聲后，必須經(jīng)過(guò)一定的介質(zhì)才能向外傳播。這種介質(zhì)可以是氣體，也可以是液體和固體。在受到聲源振動(dòng)的干擾后，介質(zhì)的分子也隨之發(fā)生振動(dòng)，從而使能量向外傳播。但必須指出，介質(zhì)的分子只是在其未被擾動(dòng)前的平衡位置附近作來(lái)回振動(dòng)，并沒(méi)有隨聲波一起向外移動(dòng)。介質(zhì)分子的振動(dòng)傳到人耳時(shí)，將引起人耳耳膜的振動(dòng)，最終通過(guò)聽(tīng)覺(jué)神

2、經(jīng)而產(chǎn)生聲音的感覺(jué)。例如，揚(yáng)聲器的紙盆，當(dāng)音圈通過(guò)交變電流時(shí)就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)引起鄰近空氣質(zhì)點(diǎn)疏密狀態(tài)的變化，又隨即沿著介質(zhì)依次傳向較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)，最終到達(dá)接收者?？梢钥闯觯诼暡ǖ膫鞑ミ^(guò)程中，空氣質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相平行，所以聲波是縱波。??揚(yáng)聲器紙盒就相當(dāng)于上圖中的活塞。??在空氣中，聲音就是振動(dòng)在空氣中的傳播，我們稱(chēng)這為聲波。聲波可以在氣體、固體、液體中傳播，但不能在真空中傳播?！　?二、聲波的頻率、波長(zhǎng)與速度　　當(dāng)聲波通過(guò)彈性介質(zhì)傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近作來(lái)回振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)完成一

3、次完全振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間稱(chēng)為周期，記為T(mén)，單位是秒(s)。質(zhì)點(diǎn)在1秒內(nèi)完成完全振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為頻率，記作f，單位為赫茲(Hz)，它是周期的倒數(shù)，即：　　f=1/T????介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率即聲源振動(dòng)的頻率。頻率決定了聲音的音調(diào)。高頻聲音是高音調(diào)，低頻聲音是低音調(diào)。人耳能夠聽(tīng)到的聲波的頻率范圍約在20—20000Hz之間。低于20Hz的聲波稱(chēng)為次聲波，高于20000Hz的稱(chēng)為超聲波。次聲波與超聲波都不能使人產(chǎn)生聽(tīng)感覺(jué)?！　÷暡ㄔ谄鋫鞑ネ緩缴?，相鄰兩個(gè)同相位質(zhì)點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為波長(zhǎng)，記為λ，單位是米(m)?；蛘?/p>

4、說(shuō)，波長(zhǎng)是聲波在每一次完全振動(dòng)周期中所傳播的距離?！　÷暡ㄔ趶椥越橘|(zhì)中傳播的速度稱(chēng)為聲速，記為v，單位是米/秒(m/s)。聲速不是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度，而是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)的傳播速度。它的大小與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的特性無(wú)關(guān)，而與介質(zhì)的彈性、密度以及溫度有關(guān)。20度的空氣中聲速為344米/秒。??頻率、波長(zhǎng)、周期和聲速有如下關(guān)系：??????c=fλ或c=λ/T??聲學(xué)測(cè)量中常常在某一頻率區(qū)間取特定值進(jìn)行測(cè)量。這個(gè)頻率區(qū)間稱(chēng)之為頻帶（Frequencyband）。由上限頻率f2和下限頻率f1規(guī)定寬帶。f1、f2間隔可以

5、用頻率比或以2為底的對(duì)數(shù)表示，稱(chēng)為頻程。關(guān)系式：???????f2=2^nf1??當(dāng)n=1時(shí)，稱(chēng)為1/1倍頻程(Octave)，即每個(gè)頻帶是上限頻率為下限頻率兩倍的頻帶寬度，即f2=2f1。??當(dāng)n=1/3時(shí)，稱(chēng)為1/3倍頻程，即每個(gè)頻帶是上限頻率為下限頻率1.26倍的頻帶寬度，即f2=1.26f1。??為了某種特殊的需要，更窄的頻帶有1/10倍頻程、1/12倍頻程、1/15倍頻程、1/30倍頻程等等。??1/1倍頻程對(duì)應(yīng)于音樂(lè)上的一個(gè)八度?！　≡诜课萁ㄖ校l率為100-10000Hz的聲音很重要。

6、它們的波長(zhǎng)范圍相當(dāng)于3.4-0．034m。這個(gè)波長(zhǎng)范圍與建筑內(nèi)部的一些部件尺度相近，故在處理一些建筑聲學(xué)問(wèn)題時(shí)，對(duì)這一波段的聲波尤其要引起重視。???三、聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲壓級(jí)??聲功率級(jí)：??聲功率是指聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能，用W表示，單位為瓦(W)或微瓦(uW)。為了計(jì)算方便，通常用一個(gè)聲功率基準(zhǔn)量10-12W作參考量，把聲功率與之相比取常用對(duì)數(shù)，乘以10，稱(chēng)為聲功率級(jí)，即??????Lw=10lg(W/Wo)??這里L(fēng)w為聲功率級(jí)(dB)，W為聲功率，Wo為基準(zhǔn)聲功率。??聲強(qiáng)級(jí)：??

7、單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于聲傳播方向的面積S(m2)的平均聲能量稱(chēng)為平均聲能量流或平均聲能通量。單位面積上的平均聲能通量就稱(chēng)為聲強(qiáng)，記為I(W/m2)。為了計(jì)算方便，通常用一個(gè)聲強(qiáng)基準(zhǔn)量值10-12W/m2作參考量，把聲強(qiáng)與之相比取常用對(duì)數(shù)，乘以20，稱(chēng)為聲強(qiáng)級(jí)，即??????Li=10lg(I/Io)??這里L(fēng)i為聲強(qiáng)級(jí)(dB)，I為聲強(qiáng)(W/m2)，Io為基準(zhǔn)聲強(qiáng)。?????聲壓級(jí)(SPL)：??聲波在媒介中傳播時(shí)，媒介某點(diǎn)由于受聲波擾動(dòng)后壓強(qiáng)超過(guò)原先靜壓力的值，取均方根后的值稱(chēng)為聲壓。人耳在最低聞閥到

8、痛閥之間相差100萬(wàn)倍，為了計(jì)量方便，把聲壓基準(zhǔn)值20×10^-6(N/m^2)作參考量，把聲壓與之相比取常用對(duì)數(shù)，乘以20，稱(chēng)為聲壓級(jí)，即??????Lp=20lo(P/Po)??這里L(fēng)p為聲壓級(jí)(dB)，P為聲壓(N/m2或Pa)，Po為基準(zhǔn)聲壓?！　????四、聲波的反射、擴(kuò)散、衍射與干涉　　1．聲波的鏡像反射　　聲波在前進(jìn)過(guò)程中，如果遇到尺寸大于波長(zhǎng)的界面，則聲波將被反射。入射角等于反射角。反射的聲能與界面的吸聲系數(shù)有關(guān)?！　?．聲波的擴(kuò)散反射