最新電聲學(xué)基礎(chǔ)(綱要)課件PPT.ppt

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1、電聲學(xué)基礎(chǔ)(綱要)緒論什么是聲學(xué)？產(chǎn)生——傳播——接收——效應(yīng)。研究范圍人類對(duì)聲學(xué)現(xiàn)象的研究我國(guó)，11世紀(jì)，沈括西方，17世紀(jì)，索沃提出acoustique的名稱。如今，acoustics代表聲學(xué)，音質(zhì)。人們觀察聲學(xué)現(xiàn)象，研究其規(guī)律，幾乎是從史前時(shí)期開(kāi)始的。三分損益十二律律名黃鐘大呂太簇夾鐘姑洗仲呂蕤賓林鐘夷則南呂無(wú)射應(yīng)鐘清黃五七聲宮調(diào)宮商角變徵徵羽變羽清宮相當(dāng)于C?CD?DEF?FG?GA?ABC’接近自然律doremifasollasido'歐洲樂(lè)律起源：畢達(dá)哥拉斯（Pythagoras），公元前六世紀(jì)1584年，明代王子朱載堉完成《律學(xué)新說(shuō)

2、》，詳細(xì)提出十二平均律理論荷蘭人斯蒂文（SimonStevin），共振、回聲、混響“應(yīng)”“鼓宮宮動(dòng)，鼓角角動(dòng)，音律同矣”11世紀(jì)，沈括，“共振指示器”波動(dòng)論亞里士多德（Aristotle，公元前384～322年）高度、強(qiáng)度、品質(zhì)空氣運(yùn)動(dòng)的速度、被激動(dòng)的空氣量、發(fā)聲器官的構(gòu)造頻率伽利略(GalileoGalilei)，單擺及弦的研究聲速法國(guó)的梅爾新，加桑地1687年，牛頓，《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》1816年，法國(guó)數(shù)學(xué)家拉普拉斯電聲學(xué)20世紀(jì)20年代，電子管1920年，美國(guó)肯尼迪（A.E.Kennedy）把類比概念和方法引入電聲系統(tǒng)和機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)電聲學(xué)

3、這門(mén)科學(xué)主要是研究電能和聲能彼此轉(zhuǎn)變的問(wèn)題。各種換能器的構(gòu)造和理論，錄音和放音的各種方法，都是屬于“電聲學(xué)”的范疇。電聲學(xué)與其他聲學(xué)部門(mén)的關(guān)系電聲學(xué)和建筑聲學(xué)、生理聲學(xué)、超聲學(xué)、水聲學(xué)都有很密切的關(guān)系。第一章振動(dòng)和聲波的特性1-1振動(dòng)與聲波1-1-1振動(dòng)什么是振動(dòng)？P6振動(dòng)的特性1-1-2聲波幾個(gè)基本概念：聲波聲源媒質(zhì)聲場(chǎng)聲音聲線聲波——物體的振動(dòng)引起周圍媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的波動(dòng)聲源——發(fā)聲的物體，即引起聲波的物體媒質(zhì)——傳播聲波的物質(zhì)聲場(chǎng)——聲波傳播時(shí)所涉及的空間聲音——聲源振動(dòng)引起的聲波傳播到聽(tīng)覺(jué)器官所產(chǎn)生的感受聲線——聲波傳播時(shí)所沿的方向結(jié)論

4、聲波的產(chǎn)生應(yīng)具備兩個(gè)基本條件：物體的振動(dòng)，傳播振動(dòng)的媒質(zhì)聲波是一種機(jī)械波，媒質(zhì)傳播的只是能量氣體中的聲波是縱波，即疏密波聲波具有一般波動(dòng)現(xiàn)象所共有的特征：反射、折射、衍射、干涉等聲波的反射聲波的全反射聲波的折射波的衍射：惠更斯定律干涉與拍頻當(dāng)一列有明顯波長(zhǎng)和振幅的正弦聲波由左向右傳播時(shí)，遇到另一列具有同樣波長(zhǎng)和振幅，卻由右向左傳播的聲波，此時(shí)在任何一點(diǎn)觀察所產(chǎn)生的效果，都要依據(jù)在不同時(shí)間兩列波疊加的情況而定?！巴唷保╥nphase），相長(zhǎng)干涉（constructiveinterference）“倒相”（outofphase），相消干涉（dest

5、ructiveinterference）“拍頻”（beating）。多普勒效應(yīng)當(dāng)聲源和聽(tīng)者彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)感到某一頻率確定的聲音的音調(diào)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。頻率的變化量稱為多普勒頻移。聲波的一些基本參數(shù)波長(zhǎng)波數(shù)——即沿著聲波傳播方向上單位長(zhǎng)度內(nèi)的相位變化聲速——聲波在媒質(zhì)中每秒內(nèi)傳播的距離稱為聲速，用C表示，單位為m/s?？諝庵械穆曀俚扔诋?dāng)溫度為15°C時(shí)，聲波在空氣、水、鋼、玻璃中的聲速分別為340m/s，1450m/s，5100m/s，6000m/s速度隨著媒質(zhì)密度增大而增加。聲音的傳播速度與媒質(zhì)的密度、彈性和溫度（變化1度，變

6、化0.6m/s）有關(guān)，與聲波的頻率、強(qiáng)度和空氣濕度無(wú)關(guān)。聲速比光速慢得多，這對(duì)方位感的辨別起到了很重要的作用。必須把聲速和振速嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)預(yù)習(xí)：聲波的基本參量有哪些？各自的含義是什么？平面波和球面波有哪些區(qū)別？1-2聲波的基本參量與波動(dòng)方程三個(gè)基本參量：媒質(zhì)密度、媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度、聲壓，它們都是位置與時(shí)間的函數(shù)媒質(zhì)密度ρ=ρ（x,y,z,t）在沒(méi)有聲波時(shí)，媒質(zhì)密度稱為靜態(tài)密度ρ0，ρ是指該處媒質(zhì)密度的瞬時(shí)值。媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度v它是一個(gè)向量，反映微觀質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，單位m/s聲壓PP=P（瞬態(tài)）－P0（靜態(tài)）是標(biāo)量，單位Pa三個(gè)聲波方程式聲振動(dòng)作為一個(gè)宏

7、觀的物理現(xiàn)象，必然要滿足三個(gè)基本的物理定律，即牛頓第二定律、質(zhì)量守恒定律及上述壓強(qiáng)、溫度與體積等狀態(tài)參數(shù)關(guān)系的狀態(tài)方程。為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，必須對(duì)媒質(zhì)及聲波過(guò)程做出一些假設(shè)，P21運(yùn)用這些基本定理就可以分別推導(dǎo)出媒質(zhì)的：運(yùn)動(dòng)方程（牛頓第二定律的應(yīng)用），即p與v之間的關(guān)系狀態(tài)（物態(tài)）方程（絕熱壓縮定律的應(yīng)用），即p與ρ之間的關(guān)系連續(xù)性方程（振動(dòng)過(guò)程的統(tǒng)一性），即ρ與v之間的關(guān)系1-2-1波動(dòng)方程由上述三個(gè)基本方程，可以導(dǎo)出聲波傳播方程，波動(dòng)方程：推導(dǎo)1-2-2平面波球面波波阻抗率平面波什么是平面波？方程推導(dǎo)由于波陣面是平面，波陣面面積不再隨傳播距離而變

8、化，即S不再是r的函數(shù)，討論這種聲波歸結(jié)為求解一維聲波方程：方程式的解及分析設(shè)方程式有下列形式的解：代入一維聲波方程，得其中對(duì)于討論聲波