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1、2021年9月18日建筑聲學(xué)1一、產(chǎn)生和傳播的條件聲音是如何產(chǎn)生的?結(jié)論:聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。聲音是如何傳播的?——人耳聽覺的產(chǎn)生聲源:由于振動(dòng)正在發(fā)聲的物體宋代學(xué)者言:“聲者,形氣相軋而成也”形—振動(dòng)的物體;氣-空氣媒介;相軋—相互作用。聲音產(chǎn)生和傳播的條件:(1)聲源(2)傳播的媒介:介質(zhì)的彈性碰撞第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第一節(jié) 聲音的產(chǎn)生和傳播第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)2021年9月18日建筑聲學(xué)2二、波陣面、聲源的方向性、聲線聲線:自聲源發(fā)出代表能量傳播方向的曲線,聲的波動(dòng)限制不計(jì)第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第一節(jié) 聲音的產(chǎn)生和傳播第十章建筑
2、聲學(xué)基本知識(shí)2021年9月18日建筑聲學(xué)31、波陣面:聲波從聲源發(fā)出,在某一介質(zhì)內(nèi)按同一方向傳播,在某一時(shí)間到達(dá)空間各點(diǎn)所包絡(luò)的面稱為波陣面。球面波:點(diǎn)聲源發(fā)出的波,波陣面為同心球面的波,聲線與波陣面垂直。如人、樂器發(fā)出的聲波。平面波:波陣面為與傳播方向垂直的平行平面,如多個(gè)線聲源或多個(gè)點(diǎn)聲源疊排。柱面波:波陣面為同軸柱面,如單個(gè)線聲源發(fā)出的聲波。2、聲源的方向性:第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第一節(jié) 聲音的產(chǎn)生和傳播2021年9月18日建筑聲學(xué)4三、聲速、波長(zhǎng)、頻率聲速C:聲波在某一介質(zhì)中傳播的速度。單位:m/sc是指聲源振動(dòng)狀態(tài)傳播的速度,與介質(zhì)
3、特性有關(guān)聲波在空氣中聲速:在0oC時(shí),C鋼=5000m/s,C水=1450m/s在15oC時(shí),C空氣=340m/s波長(zhǎng)?:在傳播途徑上,兩相鄰?fù)辔毁|(zhì)點(diǎn)距離。聲波完成一次振動(dòng)所走的距離。單位:m第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第一節(jié) 聲音的產(chǎn)生和傳播2021年9月18日建筑聲學(xué)5頻率f:質(zhì)點(diǎn)在1秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成振動(dòng)的次數(shù)。單位:Hz人耳可聽頻率范圍為20Hz~20KHz(聽覺范圍)<20Hz為次聲,>20KHz為超聲其中,人耳感覺最重要的部分約在100Hz~4000Hz,相應(yīng)的波長(zhǎng)約3.4m~8.5cm。參數(shù)間存在如下關(guān)系:c=f*?或?=c/f第十章
4、建筑聲學(xué)基本知識(shí)第一節(jié) 聲音的產(chǎn)生和傳播2021年9月18日建筑聲學(xué)6聲波是能量的一種傳播形式。人們常談到聲音的大小或強(qiáng)弱,或一個(gè)聲音比另一個(gè)聲音響或不響,這就提出了聲音強(qiáng)弱的計(jì)量。一、聲功率、聲強(qiáng)、聲壓1、聲功率W:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)物體向外輻射的能量W。(瓦W或微瓦?W)聲源聲功率包括全部可聽頻率范圍聲功率是聲源本身的一種重要屬性。相關(guān)聲源的聲功率:人正常講話:50?W100萬人同時(shí)講話50W,相當(dāng)于一個(gè)燈泡。訓(xùn)練有素的歌手:5000~10000?W。汽車?yán)?0.1W,噴氣飛機(jī):10KW。應(yīng)用:在廳堂設(shè)計(jì)中如何充分利用有限的聲功率是很重要的
5、問題。第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第二節(jié) 聲音的計(jì)量2021年9月18日建筑聲學(xué)72、聲強(qiáng):?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過與聲波傳播方向垂直的單位面積波陣面上的聲能的多少。符號(hào):I單位:w/m2可聽聲強(qiáng)范圍10-12w/m2——1w/m2對(duì)于點(diǎn)聲源有:-------距離平方反比定律3、聲壓:指在某一瞬時(shí)壓強(qiáng)相對(duì)于無聲波時(shí)的壓強(qiáng)變化。符號(hào)P單位N/m2(牛頓/米2)或Pa(帕斯卡)范圍2×10-5N/m2—20N/m24、聲強(qiáng)與聲壓的關(guān)系:第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第二節(jié) 聲音的計(jì)量2021年9月18日建筑聲學(xué)8二、聲壓級(jí)、聲功率級(jí)、分貝及其疊加“級(jí)”(level)的概
6、念?“級(jí)”:聲學(xué)中被研究的聲學(xué)量與其同類基準(zhǔn)值之比的常用對(duì)數(shù)叫“級(jí)”。實(shí)際應(yīng)用中,表示聲音強(qiáng)弱的單位并不采用聲壓或聲功率的絕對(duì)值,而采用相對(duì)單位——級(jí)(類似于風(fēng)級(jí)、地震級(jí))。單位分貝(dB):是貝爾的十分之一為什么要采用“級(jí)”的計(jì)量方法?1)聲壓對(duì)人耳感覺的變化非常大,1000Hz的聲音,聽覺下限Po=2×10-5N/m2,上限P=20N/m2,相差106倍。2)人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的變化的感受并不與聲壓成正比,而與聲壓的對(duì)數(shù)成正比,兩個(gè)同樣的聲源放在一起,感覺并不是響一倍。第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第二節(jié) 聲音的計(jì)量2021年9月18日建筑聲學(xué)91、
7、聲壓級(jí)(soundpressurelevel):Lp取參考聲壓為Po=2×10-5N/m2為基準(zhǔn)聲壓,任一聲壓P的Lp為:聽覺下限:p=2×10-5N/m20dB能量提高100倍的P=2×10-3N/m240dB聽覺上限:P=20N/m2120dB2、聲功率級(jí)(soundpowerlevel):Lw取Wo為10-12W,任一聲功率W的聲功率級(jí)Lw3、聲強(qiáng)級(jí)(soundintensitylevel)LI第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第二節(jié) 聲音的計(jì)量2021年9月18日建筑聲學(xué)10聲壓級(jí)的疊加10dB+10dB=?0dB+0dB=?0dB+10dB=?
8、答案分別是:13dB、3dB、10dB.聲壓是各聲源貢獻(xiàn)的聲壓平方和的開根號(hào)。即:第十章建筑聲學(xué)基本知識(shí)第二節(jié) 聲音的計(jì)量2021年9月18日建筑聲學(xué)11思考:1)