最新臨床聲學基礎(chǔ)(幻燈).教學講義ppt.ppt

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1、臨床聲學基礎(chǔ)(幻燈).聽覺是聲音作用于聽覺系統(tǒng)引起的感覺。聲音是一種振動，是由一定的能量作用于可振動的物體而產(chǎn)生并由介質(zhì)傳播的波，即從振動物體發(fā)出來的。陸生動物聽到的主要是氣播聲，傳播介質(zhì)是空氣，聲波在空氣中傳播的速度約為340m/s物體的振動有快有慢，因而聲波的頻率也有高有低。人耳能夠聽到的聲音頻率范圍是大致從20～20000Hz。不能引起我們聽覺的低于可聽聲的叫次聲(次聲頻率高限大致為20Hz)，高于可聽聲的叫超聲波(大致高于20000Hz)。而人的語言頻率主要在500Hz～3000Hz范圍內(nèi)1.1聲波的反射與折射

2、聲波在傳播過程中，遇到兩種介質(zhì)的交界面時，一部分聲波透過界面進入第二介質(zhì)，另一部分返回第一介質(zhì)。返回第一介質(zhì)的聲波稱為反射波。透入第二介質(zhì)的聲波在一般情況下，改變了傳播的方向，故而稱為折射波(亦稱透射)。而原來第一介質(zhì)中的聲波則稱為入射波1.2聲波的衰減與吸收聲波在介質(zhì)中傳播時，聲能將隨著距離的增大而逐漸減少。一類是由于聲音本身的擴散以及反射，散射等原因，使能量分散而降低聲能，這種現(xiàn)象稱聲能的衰減。另一類是由于介質(zhì)對聲波的吸收作用，將聲能轉(zhuǎn)換成熱能，使聲能減少，這稱做聲能的吸收現(xiàn)象1.3聲波的干涉與繞射當兩個或幾個相干

3、聲波(頻率相同，振動方向在同一直線上，位相差恒定)在空間某一點相遇而迭加或抵消，于是該點就表現(xiàn)出聲音的加強或減弱現(xiàn)象，這種現(xiàn)象即是聲波的干涉。聲波能繞過障礙物的邊緣前進，此現(xiàn)象稱為繞射，亦稱衍射。但這種障礙物的尺度必須小于或不大于前進聲波的波長，才能不發(fā)生聲影而產(chǎn)生繞射。實驗證明300Hz的聲波無論從頭的哪一方位來，都不會影響對側(cè)耳的聽力。但對于高頻，特別是16000Hz的聲波，頭部可妨礙聲音傳到對側(cè)耳而形成聲影區(qū)駐波效應：在聲學上，當一種純音進入一長度與純音波長相等的一端封閉的管狀腔時，封閉端的反射聲波與繼續(xù)進入的聲

4、波相遇；因相位相反，聲能被抵消，而使傳入的聲能降低，外耳道長度約2.5~3.5cm，放置耳機后，耳機膜片與鼓膜距離約為4cm，8kHz波長約4cm，故產(chǎn)生駐波，這可以移動耳機向外來發(fā)現(xiàn)1.4混響如果聲音是在室內(nèi)傳播，則聲音傳至墻壁和天花板處將有一部分被吸收，而另一部分發(fā)生反射，反射聲再次傳至另一墻壁或天花板處均有一部分聲能被吸收，因而經(jīng)過一段時間的多次反射后聲音強度將逐漸減弱，一直到聲強降低到聽閾之下。這種在聲源停止之后，聲音在室內(nèi)并不立即消失，而是延續(xù)一個時刻的現(xiàn)象稱為混響。1.5聲共振物體的振動需要外力策動，當振動

5、的物體在周期性的外力作用下，且這個外力的作用頻率與振動物體的固有頻率相等，此時振動物體獲得的能量最大，振幅也最大，這種現(xiàn)象稱為共振。與物體固有頻率相等的外力作用頻率稱為共振頻率。在聽覺生理中，外耳與中耳的傳音作用，耳蝸對聲音頻率的分辨過程中也都要涉及到共振問題2聲音的物理參量2.1頻率、周期及波長頻率用f表示，以Hz為單位，周期用T表示，以秒為單位，周期是頻率的倒數(shù)，即：T=1/f。周期與波長的關(guān)系如下：λ=C·T2.2相位相位指質(zhì)點在周期性運動中某一瞬間與振動周期相應的時間位置2.3頻譜傅立葉分析法表明：任何周期性

6、波能用一系列頻率確定的純音表示。這些純音構(gòu)成一傅立葉級數(shù)，其中最低頻率純音是這一傅立葉級數(shù)的基頻，其它純音頻率亦稱諧波，為基頻的整數(shù)倍如果每一諧音的幅值用一個縱線圖來表示，則這種表示方法簡潔方便且可表達和時域圖同樣的信息，此圖稱為線性頻譜或離散頻譜傅氏分析法目前最為普遍應用的為快速傅立葉變換（FFT）在聽力學和言語方面通常遇到的FFT分析法就是指將復合聲波(如噪音、言語聲等)分解為一系列正弦波進行分析后，將復合聲中所含各個頻率成份以振幅為縱坐標(表示聲音的強度)，頻率為橫坐標，按頻率從低向高依次排列而得到的頻譜2.4聲

7、強、聲壓、聲強級及聲壓級聲音的強度由振動幅度的大小決定，以能量來計算稱為聲強，以壓力表示時稱為聲壓。聲強(I)與聲壓(P)的關(guān)系為：I=P/ρC式中：ρ—介質(zhì)密度，C—聲速(1)聲強（聲波在單位時間內(nèi)，作用在與其傳遞方向垂直的單位面積上的能量稱為聲強）一般用爾格/厘米2·秒或微瓦來表示。(2)聲壓（有聲波時介質(zhì)中的壓力與靜壓壓力之差稱聲壓）標準單位為帕［斯卡］Pa正常耳能覺察的最小聲壓，是使鼓膜振動幅度相當于一個氫原子直徑的壓力變化，這相當于5×109分之一的標準大氣壓，一個標準大氣壓為1巴(bar)。法定計量單位用帕

8、(Pa)作為計量壓力的單位，1bar=105Pa。即正常人耳可聽到的最小聲壓為20μPa，因人所聽到的聲音大小可相差一億倍，因此用Pa來計量聲音的大小就很不方便。同時按心理物理學研究結(jié)果，人耳對同一頻率而不同強度的兩個聲音感覺的強弱，大致上是與這兩個聲音強度的對數(shù)成比例。因此，我們不用聲強或聲壓的物理學單位來表示聲音的強弱，而用兩