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1、1、第一章中基本概念的理解。聲波:聲源振動引起彈性媒質(zhì)的壓力變化,并在彈性媒質(zhì)中傳播的機(jī)械波。聲源:振動的固體、液體、氣體。聲壓:空氣質(zhì)點(diǎn)由于聲波作用而產(chǎn)生振動時所引起的大氣壓力起伏。(空氣壓強(qiáng)的變化量,10-5~10Pa量級)特性:波長l、頻率f、聲速c聲源:通常把受到外力作用而產(chǎn)生振動的物體稱為聲源。原理:聲源在空氣中振動,使鄰近的空氣振動并以波動的方式向四周傳播開來,傳入人耳,引起耳膜振動,通過聽覺神經(jīng)產(chǎn)生聲音的感覺。振動的產(chǎn)生:這里只介紹最簡單的振動——簡諧振動。物體振動時離開平衡位置的最大位移稱為振幅,記作A
2、,單位米(m)或者厘米(cm);完成一次振動所經(jīng)歷的時間稱為周期,記作T,[單位秒(s)]。一秒鐘內(nèi)振動的次數(shù)稱為頻率,記作f,[單位赫茲(Hz)]。它們之間的關(guān)系f=1/T。如果系統(tǒng)不受其它外力,沒有能量損耗的振動,稱為“自由振動”,其振動頻率叫做該系統(tǒng)的“固有頻率”記作f0。振動在空氣中的傳播──聲波:分為橫波和縱波。質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向相垂直,稱為橫波。如果質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向相平行,則稱為縱波。在空氣中傳播聲波就屬縱波。聲波的傳播是能量的傳遞,而非質(zhì)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移??諝赓|(zhì)點(diǎn)總是在其平衡點(diǎn)附近來回振動而
3、不傳向遠(yuǎn)處。聲速與媒質(zhì)的彈性、密度和溫度有關(guān)空氣中的聲速:理想氣體中空氣中聲速是溫度的單值函數(shù)。在建筑環(huán)境領(lǐng)域中變化范圍很小,近似:340m/s固液體中的聲速q鋼5000m/sq松木3320m/sq水1450m/sq軟木500m/s波陣面:聲波從聲源發(fā)出,在同一介質(zhì)中按一定方向傳播,在某一時刻,波動所到達(dá)的各點(diǎn)的包跡面稱為波陣面。波陣面為平面的稱為平面波,波陣面為球面的稱為球面波。次聲波和超聲波:人耳能感受到的聲波的頻率范圍大約在20-20000Hz之間。低于20Hz聲波成為次聲波,高于20000Hz稱為超聲波。次聲波
4、和超聲波都不會形成聽覺。聲線:聲線是假想的垂直于波陣面的直線,主要用于幾何聲學(xué)中對聲傳播的跟蹤。聲波的傳播方向可用聲線來表示。點(diǎn)聲源:波陣面為球面,聲音強(qiáng)度隨著傳播距離的增加而迅速減弱;當(dāng)聲源的尺寸較距離小很多時,可認(rèn)為點(diǎn)聲源。線聲源:波陣面為柱面,聲音強(qiáng)度隨著傳播距離的增加而逐漸減弱;如很長的火車。面聲源:波陣面為平面,聲音強(qiáng)度不隨傳播距離的增加而減弱。海嘯屬面聲源。聲功率:是指聲源在單位時間內(nèi)向外輻射的聲能量,記作W,單位為瓦(w).聲強(qiáng):是指在單位時間內(nèi)在垂直于聲波傳播方向的單位面積上的所通過的聲能,記作I,單位
5、是W/m2。級和分貝級:通常取一個物理量的兩個數(shù)值之比的對數(shù)稱為該物理量的“級”。聲強(qiáng)級:其定義就是這聲音的強(qiáng)度I和基準(zhǔn)聲強(qiáng)I0之比的常用對數(shù)來表示,單位為貝爾(BL).但一般不用貝爾,而用它的十分之一作單位,稱為分貝(dB)。I0——基準(zhǔn)聲強(qiáng),I0=10-12W/m2。同樣可以用分貝為單位來定義聲壓級?;鶞?zhǔn)聲壓P0=2x10-5N/m2。聲功率以“級”表示便是聲功率級,單位也是分貝?;鶞?zhǔn)聲功率級W0=10-12W。聲源疊加兩個聲源疊加(I、P、W聲級同理):n個相同聲源L1疊加:兩個相同聲源疊加,聲級增加了10lg2
6、=3dB詳見教材P259-260.頻率和頻譜頻率:決定音調(diào),頻率高則音調(diào)高,反之同理。??頻譜:表示聲音頻率與能量關(guān)系。頻率范圍為橫坐標(biāo),相對應(yīng)的聲壓級作為縱坐標(biāo)(由一些離散頻率組成的譜稱為線譜。在一定頻率范圍內(nèi)含有連續(xù)頻率成分的譜稱為連續(xù)譜。)頻帶:兩個頻率限值之間的連續(xù)頻率,頻帶寬度是頻率上限值與下限值之差。倍頻帶中,上限頻率是下限頻率的2倍,1/3倍頻帶中,上限頻率是下限頻率的1.26倍(上、下限頻率也是截止頻率)。2、中心頻率是截止頻率的幾何平均。聲音的反射、折射、衍射和擴(kuò)散平面的反射:光滑表面對聲波的反射遵循
7、平方反比定律。反射波的強(qiáng)度取決于它們與“像”的距離以及反射表面對聲波吸收的程度。曲面的反射:與平面反射相比,凹面反射波的強(qiáng)度較弱強(qiáng),凸面反射波的強(qiáng)度較弱。聲折射:?聲波在傳播的過程中,遇到不同介質(zhì)的分界面時,除了反射外,還會發(fā)生折射,從而改變聲波的傳播方向。溫度與風(fēng)向?qū)β曇舻膫鞑シ较虍a(chǎn)生影響。聲衍射:?聲波通過障板上的孔洞時,并不象光線那樣直線傳播,而能繞到障板的背后改變原來的傳播方向,在它的背后繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象稱為繞射(亦稱為衍射)。當(dāng)聲波在傳播過程中遇到一塊其尺度比波長大得多的障板時,聲波將被反射。如聲源發(fā)出的是
8、球面波經(jīng)反射后仍為球面波。聲擴(kuò)散:?聲波在傳播過程中,如果遇到一些凸形的界面就會倍分解成許多小的比較弱的反射聲波,這種現(xiàn)象稱為聲擴(kuò)散。聲的吸收:聲波入射到建筑構(gòu)件時,聲能的一部分被反射,一部分透過構(gòu)件,還有一部分由于構(gòu)件的振動或聲音在其中傳播時介質(zhì)摩擦、傳熱而被損耗,我們稱之為被材料吸收。聲波在空氣中傳播時,由于振動的空氣質(zhì)點(diǎn)之間