声学基本知识
人们在日常生活中离不开声音。没有声音，人类社会的交流就不可想象。这些声音包括人们需要的、想听的，如优美动听的音乐、相互交流的言谈；也包括人们不想听的“噪声”。在声音的海洋中，人们是如何识别声音的呢?声音有三个要素：音量的大小、音调的高低、音色的于湿，它们都与声音的物理特性密切相关。这就要从声音的物理特性来了解。
声波的传输及其特性
声音是空气分子的振动。物体的振动引起空气分子相应的振动，传人人耳导致鼓膜振动，通过中耳、内耳等一系列听觉器官的共同作用使人听到了声音。
一、声波的特性
1．声音的周期、频率、波长和声速
周期：声源完成一次振动所需要的时间称为周期，记作T，计量单位为：秒(s)。
频率：声源在1秒钟内振动的次数，记作f，计量单位为：赫兹(H z)。它是周期的倒数，即：f=l／T。
波长：沿声波传播方向，振动1个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间距离，记为λ，单位为m。
声速：声波每秒在介质中传播的距离，记作c，单位m/s。声速约为340m／s。
频率f、波长λ和声速c三者之间的关系是：c=λ*f
频率在20H z～20k H z之间为声波人耳可以感觉的，称为可听声，简称声音；频率大于20k H z称为超声波；频率小于20H z称为次声波。超声波和次声波人耳是听不到的，地震波和海啸都是次声波。有些动物的耳朵比人类要灵敏得多，如蝙蝠就能“听到”超声波。
2．频带
频带也称为“频段”，在扩声系统中，一般将介于次声和超声之间的可闻声频率划分为若干个区段，称为“频带”或“频段”。
3．声功率、声强和声压
声功率：声功率即声源总声功率，指单位时间内声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量，记作w，单位为w。
声强：在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的平均声能，称为声强，用I表示，单位为W／m2。人耳可听的声强变化范围为10—12～102W／m2。
声压：声压是由于声波的存在而引起的压力增值，介质中的压力与静压之差称为声压，用P表示，单位为P a。1P a=1N／m2。
4．分贝、声功率级、声强级和声压级
人们日常生活中的声音，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于声强与声压的变化近似地与人耳感觉变化的对数值成正比，人们便在扩声系统中引入了“级”的概念。用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量(例A1和A0)之比取以10为底的对数并乘以10(或20)。
N=10l g(A1／A0)分贝，符号为“d B”，它是无量纲的。
(1)声功率级
声功率以“级”表示便是声功率级，记作L w，单位为d B。
L w=l0l g(W／W。)
式中：L。——声功率级(d B)；W——声功率(w)；W。——参考声功率，为10-12W。
(2)声强级
声强以“级”表示便是声强级，记作L I，单位为d B。
L I=l0l g(I/I0)。
式中：L I——声强级(d B)；I声强(W／m2)；I0——参考声强，为10-12W／m2。
(3)声压级
声压级指实际声压和基准声压之比的20倍对数值，单位是d B。
L P=20l g P／P。
式中：L，——声压级(d B)；P——某点声压；P。——基准声压，以2×10-5N／m2为参
考值
5．声级的迭加
两个以上独立声源作用于某一点时，产生声级的迭加，若不考虑干涉效应，声能量是
可以代数相加的。总声功率和总声强可以相加,但声压的迭加，则不能进行简单的直接代数相加。作用于某一点的两个声源声压级相等时，其合成的总声压级比一个声源的声压级只增加3d B，而不是增加1倍。比如：100d B加100d B不是简单代数和，即200d B，而是103d B。当然，这一结论同样适用于声能密度和声压级的叠加。
二、声波的反射、折射、衍射和扩散
1．声波的反射
声波在同一介质中按一定方向传播，而在传播过程中遇到比波长大得多的障碍物时就会反射产生虚声源即声像。2．声的折射
声波在传播的过程中，遇到不同介质的分接口时，除了反射外，还会发生折射，从而改变声波的传播方向。
3．声的绕射
声波传播过程中遇到有小孔的障碍物时，并不像光线那样直线传播，而是以小孔处质点作为新声源，改变原来的传播方向产生绕射(衍射)。而且，声音频率越低，绕射现象越明显。
4．声的扩散
声波在传播过程中，如果遇到一些凸形的接口就会被分解成许多小的比较弱的反射声波，这种现象称为声扩散。
三、声波透射与吸收
声波入射到建筑构件时，声能的一部分被反射，一部分透过构件，还有一部分由于构件的振动或声音在其中传播时介质摩擦、传热而被损耗，我们称之为被材料吸收。
在进行建声设计时，经常作为选择各种装修材料的隔音、吸音特性的重要依据，以便对室内噪声进行控制。
听觉理论与声音的特性
由于客观条件、文化水平、心理状态和个人爱好的不同，人们对声音的主观要求也不一样，但最基本的需求则是一致的，即希望听到的声音非常清楚，而且要听得舒适、悦耳。因此，任何音频环境的建立，必须满足人们对声音的主观要求。要满足这些要求，首先要了解声音的特性和影响听觉效果的因素。
声音的物理量除频率和声压级外，还有各个频率声压级的综合量，它描述的声音某量(声强、声功率或声压级等)在其各频率的分布，称为这一声音的某量频谱。不同的声音有其各自的频谱。一个单一频率的简谐声信号称为纯音，若干个频率离散的简谐分量复合而成的信号称为复音。声音中很少存在单一频率的“纯音”，我们所听到的声音大都是各种频率的复合音，如乐器发出的单音就是周期性的复合音，语音则是非周期性的复合音。
声学的频带划分不是在线性标度的频率轴上等距离地划分，而是以各频带的频程数.
表1_1列举了国际标准化组织(I S0)和我国相关行业在音频倍频带和1／3倍频带的划分标准。
二、听觉特性
1．人耳的听觉原理
声音既是一种物理现象，也是一种生理现象，人耳是声波的接收者。人耳主要由三部分组成，即：外耳、中耳和内耳，声波通过人耳鼓膜的振动转化成听觉神经脉冲信号，然后被传送到大脑皮层听觉中枢，从而产生了听觉，即人耳听到了声音。人耳剖面见图1—3。
听觉的功能有分辨声音的高低和强弱，还可以判断环境中声源的方向和远近。
2．声音的听觉特征
听觉的阈限是人的听觉系统感受到最弱声音和痛觉声音的强度极限，它与频率和声压有关。在阈限以外的声音，人耳感受不到，不能产生听觉。
(1)听觉范围——听阈与痛阈
听觉的绝对阈限包括频率阈限、声压阈限和声强阈限。在声学系统中，频率20H z、声压2×10。5P a、声强10_12W ／m2的声音为听阈声音，低于这些值的声音不能产生听觉；痛阈声音的频率为20000H z、声压20P a、声强10W／m2。人耳的可听范围就是听阈与痛阈之间的所有声音，如图1—4所示。
最高、最低可听极限：青少年20H z～20k H z，中年30H z～15k H z，老年100H z～10k H z；
最小、最大可听极限：人耳有一定的适应性，常人最小可听下限与频率有关，一般年轻人在中频附近为0d B，上限为120d B，经常暴露在噪声环境下人有可能达到135～140d B。
(2)最低辨别阈(差阈)
人耳具有区分不同频率和不同强度声音的能力。辨别阈是指听觉系统能分辨出两个声音的最小差异辨别阈值，俗称差阈，它与声音的频率和强度等都有关系。对低频(500H z以下)、低强度(50d B)的声音，人耳对频率的感觉最灵敏，常常能感觉出频率微小的变化，而对强度的感觉则不如对频率的感觉灵敏。
(3)双耳定位效应——哈斯效应
由于不同的声源作用于人耳的时间、声压及相位的不同从而使人的耳朵可以判断出声源的方向及位置。哈斯效应是立体声系统定向的基础之一。
哈斯的试验证明：当两个声源中一个声源与另一个声源的延时量在5m s～35m s以内时，就好像两个声源合二为一，听音者只能感觉到超前一个声源的存在和方向，感觉不到另一个声源的存在；若一个声源延时另一个声源30～50m s时，已能感觉到两个声源的存在，但方向仍由前导声源所定；若一个声源延时量大于另一个声源为50m s时，则能感觉到两个声源的同时存在，方向由各个声源来确定，滞后声为清晰的回声。
(4)听觉定位
听觉定位就是根据声音到达两耳的强度差和时间差来判断声源的方位与距离。一般来说，当频率高于1400H z时，强度差起主要作用，反之，时间差起主要作用。
正常情况下，人的两耳的听力是一致的。当一个声源在人的右侧时，距左耳稍远，声波到达左耳所需时间就稍长。
(5)掩蔽效应
当两个声源出现时，其中一个声源会影响人耳对另一个声源的听觉能力，一个较弱的声音(被掩蔽音)的听觉感受被另一个较强的声音(掩蔽音)影响的现象称为掩蔽效应。
在掩蔽情况下，提高被掩蔽音的强度，使人耳能够听见时的听阈称为掩蔽听阈，被掩蔽音必须提高的分贝值称为掩蔽量(阈移)。噪声对声音的掩蔽与噪声的声压及频率有关，当噪声的声压级超过语言声压级20～25d B时，语言将完全被噪声掩蔽。被掩蔽声的频率接近掩蔽声时，掩蔽效应最明显；低频对高频的掩蔽效应较大，反之则较小。
(6)德·波埃效应
德·波埃效应指在距离立体声声源相等的对称线上时，如果声源的声压差和时间差均为零，所表现的声像在对称线上，听感好像只为一个声源。当声压差增大时，声像则向声音较强的声源方向移动，当声压差大于15d B时，就会感受到声像是由较响的声源单独发出。如果声压差为零，而时间差未变化时，同样也有声像移动的效果，当时间差大于3m s 时，则声像完全由前导的声源所决定。
3．声音三要素
声音的特性可由决定声音效果的三个要素来描述，即响度、音调和音色。
(1)响度
人耳对声音强弱的主观感觉称为响度。声音给人的主观感觉，最主要的是声响的大小。响度和声波振动的幅度有关。一般说来，声波振动幅度越大则响度也越大。另外，人们对响度的感觉还和声波的频率有关，同样强度的声波，如果其频率不同，人耳感觉到的响度也不同。总的来说，声压或声强越大，声音就越响，但并不成正比关系。为了描述人耳对声音的主观感觉，便引入了响度和响度级的概念。
响度又称声强或音量，是表示人耳对声音的强弱的主观感觉量，主要取决于声波振幅的大小，用N表示，单位为“宋”(s o n e)
响度是听觉的基础。正常人听觉的响度范围为0～140d B(也有人认为是一5～130d B)。一般以1k H z纯音为准进行测量，人耳刚能听到的声压级为o d B(通常大于o．3d B即有感受)、声强为10_12w／m2时的响度级定办。方。而当声音增强到使人耳感到疼痛时，仍以1k H z纯音为准来进行测量，声压级约达到140d B左右。
等响曲线是指以连续纯音做试验，取1000H z的某个声压级为基准，则听起来和它同样响的其他频率纯音的各自声压级构成的一条曲线，如图1—5所示。图中每一条曲线相当于频率和声压级不同而听起来响度相同的声音，即具有同一响度级(方)的声音。从等响曲线可以看出，人耳对高频声敏感，而对低频声不敏感。如70方的响声，对100H z的声音来说，声压级是。76d B，对1000H z是70d B，对4000H z是62d B，但它们都是在70方的曲线上，听起来一样响。
实验表明，听阈和痛阈是随声压、频率变化的。听阈和痛阈随频率变化的等响度曲线(F l e t c h e t．-M u n s o n曲线)
之间的区域就是人耳的听觉范围。通常认为，对于1k H z纯音，o～20d B为宁静声，30～40d B为微弱声，50～70d B为正常声，80～100d B为响音声，110～130d B为超响声。而对于1k H z以外的可听声，在同一级等响度曲线上有无数个等效的声压级一频率值，例如，200H z的30d B的声音和l k H z的10d B的声音在人耳听起来具有相同的响度，这就是所谓的“等响”。小于o d B(听阈)和大于140d B(痛阈)时为不可听声。人耳对不同频率的声音的听阈和痛阈不一样，灵敏度也不一样。人耳的痛阈受频率的影响不大，而闻阈随频率变化相当剧烈。人耳对1～5k H z的声音最敏感，幅度很小的声音信号都能被人耳听到，而在低频区(如小于800H z)和高频区(如大于5k H z)人耳对声音的灵敏度要低得多。响度级较小时，高、低频声音灵敏度降低较明显，而低频段比高频段灵敏度降低更加剧烈，一般应特别重视加强低频音量。通常200H z～
3k H z语音声压级以60～70d B为宜，频率范围较宽的音乐声压以80～90d B最佳。
(2)音调
音调是人耳对声音调子高低的主观感受，它由声波的频率所决定，频率越高，音调越高，反之则低。主观感觉的音高单位是“美”(m e l)，通常定义响度为40方的l k H z：纯音的音高为1000美。赫兹与“美”同样是表示音高的两个概念不同而又有联系的单位。根据人耳对音高的实际感受，人的语音频率范围可放宽到80H z～12k H z。
(3)音色
音色是由声音中各种频率成分及其强度决定的，即由频谱决定。人们之所以能分辨出不同的人发出的声音或不同的乐器所奏出的乐章，是因为其音色不一样。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为复音。声波基频所产生的能听清楚的声音称为基音，各次谐波的微小振动所产生的声音称泛音。虽然基音相同，但由于各种声源的性质不同，其泛音成分也各不一致，因而组成的复合声也不同。人们根据不同泛音的频率成分及其相对强度来区分不同的音色。
音色色彩纷呈，变化万千，高保真(H i—F i)音响的目标就是要尽可能准确地传输、还原原始声音的特征，使人们真实地感受到声源定位感、空间包围感、层次厚度感等各种临场的立体环绕声效果。在扩声系统工程中，应注意保证语
言、音乐的原有频谱不变，以免出现声音的失真现象。
声学专业基本知识 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
声学专业基本知识的简单描述 1．人耳能听到的频率范围是20Hz—20KHz。 2.把声能转换成电能的设备是传声器。 3.把电能转换成声能的设备是扬声器。 4.声频系统出现声反馈啸叫，通常调节均衡器。 5.房间混响时间过长，会出现声音混浊。 6.房间混响时间过短，会出现声音发干。 7、唱歌感觉声音太干，当调节混响器。 8、讲话时出现声音混浊，可能原因是加了混响效果。 9、声音三要素是指音强、音高、音色。 10、音强对应的客观评价尺度是振幅。 11、音高对应的客观评价尺度是频率。 12、音色对应的客观评价尺度是频谱。 13、人耳感受到声剌激的响度与声振动的频率有关。 14、人耳对高声压级声音感觉的响度与频率的关系不大。 15、人耳对中频段的声音最为灵敏。 16、人耳对高频和低频段的声音感觉较迟钝。 17、人耳对低声压级声音感觉的响度与频率的关系很大。 18、等响曲线中每条曲线显示不同频率的声压级不相同,但人耳感觉的响度相同。 19、等响曲线中，每条曲线上标注的数字是表示响度级。 20、用分贝表示放大器的电压增益公式是20lg（输出电压/输入电压）。 21、响度级的单位为phon。 22、声级计测出的dB值，表示计权声压级。 23、音色是由所发声音的波形所确定的。 24、声音信号由稳态下降60dB所需的时间，称为混响时间。 25、乐音的基本要素是指旋律、节奏、和声。 26、声波的最大瞬时值称为振幅。
27、一秒内振动的次数称为频率。 28、如某一声音与已选定的1KHz纯音听起来同样响，这个1KHz纯音的声压级值就定义为待测声音的响度。 29、人耳对1~3KHZ的声音最为灵敏。 30、人耳对100Hz以下，8K以上的声音感觉较迟钝。 31、舞台两侧的早期反射声对原发声起加重和加厚作用，属有益反射声作用。 32、观众席后侧的反射声对原发声起回声作用，属有害反射作用。 33、声音在空气中传播速度约为340m/s。 34、要使体育场距离主音箱约34m的观众听不出两个声音，应当对观众附近的补声音箱加0.1s延时。 35、反射系数小的材料称为吸声材料。 36、透射系数小的材料称为隔声材料。 37、透射系数大的材料，称为透声材料。 38、全吸声材料是指吸声系数α=1。 39、全反射材料是指吸声系数α=0。 40、岩棉、玻璃棉等材料主要吸收高频和中频。 41、聚氨酯吸声泡沫塑料主要吸收高频和中频。 42、薄板加空腔主要吸收低频。 43、薄板直接钉于墙上吸声效果很差。 44、挂帘织物主要吸收高、中频。 45、粗糙的水泥墙面吸声效果很差。 46、人耳通过声源信号的强度差和时间差，可以判断出声源的空间方位，称为双耳效应。 47、两个声音，一先一后相差5ms--50ms到达人耳，人耳感到声音是来自先到达声源的方位，称为哈斯效应。 48、左右两个声源，声强级差大于15dB，听声者感到声源是在声强级大的声源方位，称为德波埃效应。 49、一个声音的听音阈因为其它声音的存在而必须提高，这种现象称为掩敝效应。 50、厅堂内某些位置由于声干涉，使某些频率相互抵消，声压级降低很多，称为死点。 51、声音遇到凹的反射面，造成某一区域的声压级远大于其它区域称为声聚焦。 52、声音在室内两面平行墙之间来回反射产生多个同样的声音，称为颤动回声。 53、由于反射使反射声与直达声相差50ms以上，会出现回声。 54、房间被外界声音振动激发，从而按照它本身的固有频率振动，称为房间共振。
由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。 机械噪声 由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。 液体流动噪声 液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。电磁噪声 各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。 燃烧噪声 燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速 声波 质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。 点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。 声频( f )声速( c )和波长( λ ) λ= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中，c =+或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度 传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。 质点速度 质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场 有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。 自由场 在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。 消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。 扩散场 声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。 人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。 自由场扩散场（混响场）
声学专业基本知识 The manuscript was revised on the evening of 2021
声学专业基本知识的简单描述 1．人耳能听到的频率范围是20Hz—20KHz。 2. 把声能转换成电能的设备是传声器。 3. 把电能转换成声能的设备是扬声器。 4. 声频系统出现声反馈啸叫，通常调节均衡器。 5. 房间混响时间过长，会出现声音混浊。 6.房间混响时间过短，会出现声音发干。 7、唱歌感觉声音太干，当调节混响器。 8、讲话时出现声音混浊，可能原因是加了混响效果。 9、声音三要素是指音强、音高、音色。 10、音强对应的客观评价尺度是振幅。 11、音高对应的客观评价尺度是频率。 12、音色对应的客观评价尺度是频谱。 13、人耳感受到声剌激的响度与声振动的频率有关。 14、人耳对高声压级声音感觉的响度与频率的关系不大。 15、人耳对中频段的声音最为灵敏。 16、人耳对高频和低频段的声音感觉较迟钝。 17、人耳对低声压级声音感觉的响度与频率的关系很大。 18、等响曲线中每条曲线显示不同频率的声压级不相同,但人耳感觉的响度相同。 19、等响曲线中，每条曲线上标注的数字是表示响度级。 20、用分贝表示放大器的电压增益公式是20lg（输出电压/输入电压）。
21、响度级的单位为phon。 22、声级计测出的dB值，表示计权声压级。 23、音色是由所发声音的波形所确定的。 24、声音信号由稳态下降60dB所需的时间，称为混响时间。 25、乐音的基本要素是指旋律、节奏、和声。 26、声波的最大瞬时值称为振幅。 27、一秒内振动的次数称为频率。 28、如某一声音与已选定的1KHz纯音听起来同样响，这个1KHz纯音的声压级值就定义为待测声音的响度。 29、人耳对1~3KHZ的声音最为灵敏。 30、人耳对100Hz以下，8K以上的声音感觉较迟钝。 31、舞台两侧的早期反射声对原发声起加重和加厚作用，属有益反射声作用。 32、观众席后侧的反射声对原发声起回声作用，属有害反射作用。 33、声音在空气中传播速度约为340m/s。 34、要使体育场距离主音箱约34m的观众听不出两个声音，应当对观众附近的补声音箱加延时。 35、反射系数小的材料称为吸声材料。 36、透射系数小的材料称为隔声材料。 37、透射系数大的材料，称为透声材料。 38、全吸声材料是指吸声系数α=1。 39、全反射材料是指吸声系数α=0。 40、岩棉、玻璃棉等材料主要吸收高频和中频。 41、聚氨酯吸声泡沫塑料主要吸收高频和中频。 42、薄板加空腔主要吸收低频。
噪音-建筑声学不可忽视的参数 在公共建筑和高层建筑中，传统粘土砖墙因其自重过大、土地保护等问题基本已被轻质隔墙取代。但轻墙隔声比粘土砖墙差，所以解决轻质隔墙的隔声问题是应用的关键问题。理论和实践都证明，试图使用单一轻质材料，如加气混凝土板、膨胀珍珠岩、陶粒混凝土等构成单层墙，隔声性能不可能好。这是因为单层墙的隔声受质量定律的控制，即墙越厚重、单位面积质量越大，隔声越好。所以单一轻质材料做成单层墙，不可能克服既要轻又要隔声好的矛盾。 本文就建筑声学中一些基本概念，结合纸面石膏板的隔声及应用进行一些讨论。 一、建筑声学的基本概念 1）声音 物体的振动产生“声”，振动的传播形成“音”。人们通过听觉器官感受声音，声音是物理现象，不同的声音人们有不同的感受，相同声音的感受也会因人而异。美妙的音乐令人陶醉，清晰激昂的演讲令人鼓舞，但有时侯，邻居传来的音乐声使人难以入睡，他人之间的甜言蜜语也许令人烦恼。建筑声学不同于其他物理声学，主要研究目的在于如何使人们在建筑中获得良好的声音环境，涉及的问题不局限于声音本身，还包括心理感受、建筑学、结构学、材料学甚至群体行为学等多方面问题。 人耳的听觉下限是0dB，低于15dB的环境是极为安静的环境，安静的会使人不知所措。乡村的夜晚大多是25-30dB，除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外，其他感觉一片宁静，这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。城市的夜晚会因区域不同而有所不同。较为安静区域的室内一般在30-35dB，如果你住在繁华的闹市区或是交通干线附近，将不得不忍受40-50dB（甚至更高）的噪声， 如果碰巧邻居是一位不通情达理的人，夜深人静时蹦蹦跳跳、高声喧哗，也许更要饱受煎熬了。人们正常讲话的声音大约是60-70dB，大声呼喊可达100dB。在中式餐馆中，往往由于缺乏吸声处理，人声鼎沸，声音将达到70-80dB，有国外研究报道噪声中进餐会影响健康。人耳的听觉上限一般是120dB，超过120dB的声音会造成听觉器官的损伤，140dB的声音会使人失去听觉。高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。人耳听觉非常敏感，正常人能够察觉1dB的声音变化，3dB的差异将感到明显不同。人耳存在掩蔽效应，当一个声音高于另一个声音10dB时，较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解，由于掩蔽效应，在90-100dB的环境中，即使近距离讲话也会听不清。人耳有感知声音频率的能力，频率高的声音人们会有“高音”的感觉，频率低的声音人们会有“低音”的感觉，人耳正常的听觉频率范围是20-20KHz。人耳耳道类似一个2-3cm的小管，由于频率共振的原因，在2000-3000Hz的范围内声音被增强，这一频率在语言中的辅音中占主导地位，有利于听清语言和交流，但人耳最先老化的频率也在这个范围内。一般认为，500Hz以下为低频，500Hz-2000Hz为中频，2000Hz以上为高频。语言的频率范围主要集中在中频。人耳听觉敏感性由于频率的不同有所不同，频率越低或越高时敏感度变差，也就是说，同样大小的声音，中频听起来要比低频和高频的声音响。 2）频率特性 声音可以分解为若干（甚至无限多）频率分量的合成。为了测量和描述声音频率特性，人们使用频谱。频率的表示方法常用倍频程和1/3倍频程。倍频程的中心频率是31.5、63、125、
噪声产生原因空气动力噪声 由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。机械噪声 由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。 液体流动噪声 液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。 电磁噪声 各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。 燃烧噪声 燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速 声波 质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。 点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。 声频( f )声速( c )和波长( λ ) λ= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中， c =+或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度 传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。 质点速度 质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场 有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。 自由场 在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。 消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。扩散场 声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。 自由场扩散场（混响场）
建筑声学基本知识 一．声音得产生与声波得物理量 1．振动产生声音 振动物体得往复运动,挤压弹性介质形成往复变化得振动波;振动波在介质中传播,激起人耳得振动感受而产生声音。 声波就是一种纵波,这给人耳或者绝大多数动物得听觉器官构造有关。 声波得传播就是能量得传递,而非质点得转移。介质质点只在其平衡点附近来回振动而不传向远处。 声音就是我们能够感到存在得振动纵波,人耳能感受得频率范围标准规定为20Hz~20000H;低于这个范围得就是次声波, 高于这个范围得就是超声波。 2．声波得基本物理量 声波得特性可以由波得基本物理量来描述。 频率:在1秒钟内完成全振动得次数,记作f,单位就是Hz。 波长:声波在传播途径上,两相邻同相位质点之间得距离,记作λ,单位就是m。 声速:声波在介质中传播得速度,记作c,单位就是m/s,c=λf。 声速与声源特性无关,而与介质得压强与温度有关。 表达式为:c0=√(γP0/ρ0) γ为空气比热比;P0大气剪静压;ρ0为空气密度。 常温常压下,空气中声速就是343m/s,其她介质下各不相同。 压强得变化与压强变化引起得得空气密度变化互相抵消,声速主要与温度相关。 3．在声环境评价与设计中得物理量。 声压:声波在介质中传播时,介质中得压强相对于无声波时得介质静压强得改变量。
表达式为:P= P0 cos (ωt-kr+φ) P为r位置处得声压P a(N/m2);P0为最大声压P a(N/m2);k=ω/c0;φ为与轴向相位角。 常温下1个大气压强为1、0325x105P a 声强:就是在单位时间内,通过垂直于传播方向上得单位面积内得平均声能量,就是一个有方向矢量。I表示,单位就是W/m2。 声强与声压得关系就是:I= P2/(ρ0c0) ρ0为大气密度,常温下ρ0 =1、21kg/m3;c0为声波在介质中传播得速度m/s。 声功率:声源在单位时间内向外辐射得声能,W表示,单位W。 声源声功率与声强得关系就是:W=I、(4πr2) 其中,r就是距声源得距离。 在自由声场中测得声压与已知距声源得距离,就可以算出声强以及声源得声功率。 4．声压级、声强级、声功率级 人耳容许得声压范围达10-5倍,声强范围为10-12倍,因此,用声压、声强描述声音不方便;所以,我们以20倍或10倍10得对数得相对值dB来描述。 声压级表达式:L P =20log(P/P0) P为某位置处得声压N/m2;P0为人耳刚能分辨得在1000Hz时得基准声压,P0=2x10-5N/m2,0dB。 一般交谈得声压级为60dB,织布车间为100dB,达到120dB人耳会感到疼痛。 声强级表达式:L I=10 log (I/I0) I为某位置处得声压P a N/m2;I0为基准声强,I0=10-12W/m2 常温常压下,声压级与声强级得数值基本相等。 声功率级表达式:L W=10 log(W/W0) W为声功率W;W0为基准声功率,W0=10-12W。 二．声源与辐射特性 1．声源定义 点声源: 当声源得尺寸远小于声波波长或传播距离时,可瞧成无指向性得点声源。在距离声源中心等距离处,声压级相等,以球面波形式向外辐射声能。
【最新整理，下载后即可编辑】 噪声产生原因 空气动力噪声 由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。 机械噪声 由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。 液体流动噪声 液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。 电磁噪声 各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。 燃烧噪声 燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速 声波 质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。 点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。 声频( f )声速( c )和波长( λ ) λ= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中，c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度 传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。 质点速度 质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场 有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。 自由场 在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。 消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。 扩散场 声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。 人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。 自由场扩散场（混响场）
声学基础知识扫盲帖（原创） 1、人耳能听到的频率范围是20—20KHZ 2、把声能转换成电能的设备是传声器 3、把电能转换成声能的设备是扬声器 4、声频系统出现声反馈啸叫，通常调节均衡器 5、房间混响时间过长，会出现声音混浊 6、房间混响时间过短，会出现声音发干147 7、唱歌感觉声音太干，当调节混响器 8、讲话时出现声音混浊，可能原因是加了混响效果 9、声音三要素是指音强、音高、音色 10、音强对应的客观评价尺度是振幅 11、音高对应的客观评价尺度是频率 12、音色对应的客观评价尺度是频谱 13、人耳感受到声剌激的响度与声振动的频率有关 14、人耳对高声压级声音感觉的响度与频率的关系不大 15、人耳对中频段的声音最为灵敏 16、人耳对高频和低频段的声音感觉较迟钝 17、人耳对低声压级声音感觉的响度与频率的关系很大 18、等响曲线中每条曲线显示不同频率的声压级不相同,但人耳感觉的响度相同 19、等响曲线中，每条曲线上标注的数字是表示响度级 20、用分贝表示放大器的电压增益公式是20lg（输出电压/输入电压） 21、响度级的单位为phon 22、声级计测出的dB值，表示计权声压级 23、音色是由所发声音的波形所确定的 24、声音信号由稳态下降60dB所需的时间，称为混响时间 25、乐音的基本要素是指旋律、节奏、和声 26、声波的最大瞬时值称为振幅 27、一秒内振动的次数称为频率 28、如某一声音与已选定的1KHz纯音听起来同样响，这个1KHz纯音的声压级值就定义为待测声音的响度 29、人耳对1~3KHZ的声音最为灵敏 30、人耳对100Hz以下，8K以上的声音感觉较迟钝 31、舞台两侧的早期反射声对原发声起加重和加厚作用，属有益反射声作用 32、观众席后侧的反射声对原发声起回声作用，属有害反射作用 33、声音在空气中传播速度约为340m/s 34、要使体育场距离主音箱约34m的观众听不出两个声音，应当对观众附近的补声音箱加0.1s延时 35、反射系数小的材料称为吸声材料 36、透射系数小的材料称为隔声材料 37、透射系数大的材料，称为透声材料
声学专业基本知识 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
声学专业基本知识的简单描述？ 1．人耳能听到的频率范围是20Hz—20KHz。 2. 把声能转换成电能的设备是传声器。 3. 把电能转换成声能的设备是扬声器。 4. 声频系统出现声反馈啸叫，通常调节均衡器。 5. 房间混响时间过长，会出现声音混浊。 6.房间混响时间过短，会出现声音发干。 7、唱歌感觉声音太干，当调节混响器。 8、讲话时出现声音混浊，可能原因是加了混响效果。 9、声音三要素是指音强、音高、音色。 10、音强对应的客观评价尺度是振幅。 11、音高对应的客观评价尺度是频率。 12、音色对应的客观评价尺度是频谱。 13、人耳感受到声剌激的响度与声振动的频率有关。 14、人耳对高声压级声音感觉的响度与频率的关系不大。 15、人耳对中频段的声音最为灵敏。 16、人耳对高频和低频段的声音感觉较迟钝。 17、人耳对低声压级声音感觉的响度与频率的关系很大。 18、等响曲线中每条曲线显示不同频率的声压级不相同,但人耳感觉的响度相同。 19、等响曲线中，每条曲线上标注的数字是表示响度级。 20、用分贝表示放大器的电压增益公式是20lg（输出电压/输入电压）。
21、响度级的单位为phon。 22、声级计测出的dB值，表示计权声压级。 23、音色是由所发声音的波形所确定的。 24、声音信号由稳态下降60dB所需的时间，称为混响时间。 25、乐音的基本要素是指旋律、节奏、和声。 26、声波的最大瞬时值称为振幅。 27、一秒内振动的次数称为频率。 28、如某一声音与已选定的1KHz纯音听起来同样响，这个1KHz纯音的声压级值就定义为待测声音的响度。 29、人耳对1~3KHZ的声音最为灵敏。 30、人耳对100Hz以下，8K以上的声音感觉较迟钝。 31、舞台两侧的早期反射声对原发声起加重和加厚作用，属有益反射声作用。 32、观众席后侧的反射声对原发声起回声作用，属有害反射作用。 33、声音在空气中传播速度约为340m/s。 34、要使体育场距离主音箱约34m的观众听不出两个声音，应当对观众附近的补声音箱加延时。 35、反射系数小的材料称为吸声材料。 36、透射系数小的材料称为隔声材料。 37、透射系数大的材料，称为透声材料。 38、全吸声材料是指吸声系数α=1。 39、全反射材料是指吸声系数α=0。 40、岩棉、玻璃棉等材料主要吸收高频和中频。 41、聚氨酯吸声泡沫塑料主要吸收高频和中频。 42、薄板加空腔主要吸收低频。
音响的基础知识之声学基础 音响的基础知识：名词解释 (1)波长——声波在一个周期内的行程。它在数值上等于声速(344米/秒)乘以周期，即λ=CT (2)频率——每秒钟振动的次数，以赫兹为单位 (3)周期——完成一次振动所需要的时间 (4)声压——表示声音强弱的物理量，通常以Pa为单位 (5)声压级——声功率或声强与声压的平方成正比，以分贝为单位 (6)灵敏度——给音箱施加IW的噪声信号，在距声轴1米处测得的声压 (7)阻抗特性曲线——扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线 (8)额定阻抗——在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值，单位欧姆 (9)额定功率——一个扬声器能保证长期连续工作而不产生异常声时的输入功 (10)音乐功率——以声音信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率(PMPO) (11)音染——声音染上了节目本身没有的一些特性，即重放的信号中多了或少了某些成份 (12)频率响应——即频响，有效频响范围为频响曲线最高峰附近取一个倍频程频带内的平均声压级下降10分贝划一条直线，其相交两点间的范围
音响的基础知识：问答 (1)声音是如何产生的? 答：世界上的一切声音都是由物体在媒质中振动而产生的。扬声器是通过振膜在空中振动，使前方和后方的空气形成疏密变化，这 种波动的现象叫声波，声波使耳膜同样产生疏密变化，传级大脑， 于是便听到了声音。 (2)什么叫共振?共振声对扬魂器音质有影响吗? 答：如果物体在受迫振动的振动频率与它本身的固有频率相等时，称为共振当物体产生共振时，不需要很大的外加振动能量就能是使 用权物体产生大幅度的振动，甚至产生破坏性的振动。当扬声器振 膜振动时，由于单元是固定在箱体上的，振动通过盆架传递到箱体上。部分被吸收，转化成热能散发掉;部分惟波的形式再辐射，由于 共振声不是声源所发出的声音，将会影响扬声器的重放，使音质变坏，尤其是低频部分 (3)什么是吸声系数与吸声量?它们之间的关系是什么? 答：吸声性能拭目以待好坏通常用吸声系级“α”表示，即 α=1-K;吸声量是用吸声系数与材料的面积大小来表示。两者之间的 关系α=A/S(A是吸声量)，不同的材料有不同的吸声系数，想要达 到相同的吸声量，就是改变其吸声面积 (4)混响有何特点?混响时间与延迟时间有和不同? 答：任何人在任何地方听到的声音都是由直达声与反射声混合而成。混呼有如下特点：A直达声与反射声之间存在时间差，反射声 与反射声之间也存在时间差B直达声和反射声的强度，反射声和反 射声的强度各不相同C当声源消失时，直达声音先消失，反射声在 室内继续来回传播，并不立即消失。混响时间与延迟时间是两个不 同的概念：混响时间是指当声源停止振动后，室内混响声能密度衰 减到它最初数值的百万之一(60分贝)所需的时间，延迟时间是指声 音信号的时间延迟量，声波在室内的反射延时形成混响声
建筑物理(声学复习)
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第1０章 建筑声学基本知识 1. 声音的基本性质 ①声波的绕射 当声波在传播途径中遇到障板时,不再是直线传播,而是绕到障板的背后改变原来的传播方向，在它的背后继续传播的现象。 ②声波的反射 当声波在传播过程中遇到一块尺寸比波长大得多的障板时，声波将被反射。 ③声波的散射（衍射) 当声波传播过程中遇到障碍物的起伏尺寸与波长大小接近或更小时，将不会形成定向反射，而是声能散播在空间中，这种现象称为散射，或衍射。 ④声波的折射 像光通过棱镜会弯曲,介质条件发生某些改变时，虽不足以引起反射，但声速发生了变化，声波传播方向会改变。这种由声速引起的声传播方向改变称之为折射。 白天向下弯曲 夜晚向上弯曲 顺风向下弯曲 逆风向上弯曲 ⑤声波的透射与吸收 当声波入射到建筑构件（如顶棚，墙）时,声能的一部分被反射,一部分透过构件，还有一部分由于构件的振动或声音在其内部传播时介质的摩擦或热传导而被损耗（吸收）。 根据能量守恒定理: 0E E E E γατ=++ 0E ——单位时间入射到建筑构件上总声能; E γ——构件反射的声能; E α——构件吸收的声能； E τ——透过构件的声能。 透射系数0/E E ττ=； 反射系数0/E E γγ=； 实际构件的吸收只是E α,但从入射波和反射波所在空间考虑问题,常常定义吸声系数为： 11E E E E E γατ αγ+=-=- = ⑥波的干涉和驻波 １．波的干涉：当具有相同频率、相同相位的两个波源所发出的波相遇叠加时，在波重叠的区域内某些点处，振动始终彼此加强、而在另一些位置，振动始终互相削弱或抵消的现象。 2.驻波：两列同频率的波在同一直线上相向传播时,可形成驻波。
噪声产生原因 空气动力噪声 由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。 机械噪声 由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。液体流动噪声 液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。 电磁噪声 各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。 燃烧噪声 燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速 声波 质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。 点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。 声频( f )声速( c )和波长( λ ) λ= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中，c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度 传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。 质点速度 质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场 有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。 自由场 在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。 消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。 扩散场 声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。 人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。 自由场扩散场（混响场）
1、 第一章中基本概念的理解。 声波：声源振动引起弹性媒质的压力变化，并在弹性媒质中传播的机械波。 声源：振动的固体、液体、气体。 声压：空气质点由于声波作用而产生振动时所引起的大气压力起伏。（空气压强的变化量，10-5～10 Pa 量级） 特性：波长l 、频率 f 、声速 c 声源：通常把受到外力作用而产生振动的物体称为声源。 原理：声源在空气中振动，使邻近的空气振动并以波动的方式向四周传播开来，传入人耳，引起耳膜振动，通过听觉神经产生声音的感觉。 振动的产生： 这里只介绍最简单的振动——简谐振动。物体振动时离开平衡位置的最大位移称为振幅，记作A ，单位米(m)或者厘米（cm ）； 完成一次振动所经历的时间称为周期，记作T, [单位秒（s ）]。一秒钟内振动的次数称为频率，记作f ，[单位赫兹（Hz ）]。它们之间的关系 f = 1/T 。 如果系统不受其它外力，没有能量损耗的振动，称为“自由振动”，其振动频率叫做该系统的“固有频率”记作f0 。 振动在空气中的传播──声波:分为横波和纵波。质点的振动方向和波的传播方向相垂直，称为横波。如果质点的振动方向和波的传播方向相平行，则称为纵波。在空气中传播声波就属纵波。 声波的传播是能量的传递，而非质点的转移。空气质点总是在其平衡点附近来回振动 而不传向远处。 声速与媒质的弹性、密度和温度有关 空气中的声速：理想气体中 空气中声速是温度的单值函数。在建筑环境领域中变化范围很小，近似：340 m/s 固液体中的声速 ? 钢 5000 m/s ? 松木 3320 m/s ? 水 1450 m/s ? 软木 500 m/s 波阵面：声波从声源发出，在同一介质中按一定方向传播，在某一时刻，波动所到达的各点 的包迹面称为波阵面。波阵面为平面的称为平面波，波阵面为球面的称为球面波。 次声波和超声波：人耳能感受到的声波的频率范围大约在20－20000Hz 之间。低于20Hz 声 波成为次声波，高于20000Hz 称为超声波。次声波和超声波都不会形成听觉。 声 线：声线是假想的垂直于波阵面的直线，主要用于几何声学中对声传播的跟踪。声波 的传播方向可用声线来表示。 点声源：波阵面为球面，声音强度随着传播距离的增加而迅速减弱；当声源的尺寸较距离小 f c = λ
电声学基础 绪论 ?什么是声学？ ?产生——传播——接收——效应。 ?研究范围 ?人类对声学现象的研究 ?我国，11世纪，沈括 ?西方，17世纪，索沃提出acoustique的名称。如今，acoustics代表声学，音质。 ?人们观察声学现象，研究其规律，几乎是从史前时期开始的。 ?近代声学 ?伽利略（1564～1642）开创 ?1638年，“有关两种科学的对话” ?林赛（R. Bruce Lindsay）在“声学的故事”中提到科学家79人 ?19世纪末，瑞利《声之理论》二卷（1000页） ?20世纪开始，赛宾，建筑声学 ?1936年，莫尔斯《振动和声》一书，反映了声学基础理论的发展 ?古人的声学研究理论成果 ?关于声的知识和分类 ?“音”（即乐音） ?“乐” ?“噪”，“群呼烦扰也” ?“响”，“响之应声” ?乐律 ?在《管子》中首先出现，理论是“三分损益法”。 ?十二律是十二个标准音调，实际上基本的标准音调只有一个，即黄钟，《史记》：“黄钟（管）长八寸一分”，或提：长九寸。 三分损益十二律 ?欧洲乐律起源：毕达哥拉斯（Pythagoras），公元前六世纪 ?1584年，明代王子朱载堉完成《律学新说》，详细提出十二平均律理论 ?荷兰人斯蒂文（Simon Stevin）， ?共振、回声、混响 ?“应” ?“鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣” ?11世纪，沈括，“共振指示器” ?波动论 ?亚里士多德（Aristotle，公元前384～322年） ?高度、强度、品质
?空气运动的速度、被激动的空气量、发声器官的构造 ?频率 ?伽利略(Galileo Galilei)，单摆及弦的研究 ?声速 ?法国的梅尔新，加桑地 ?1687年，牛顿，《自然哲学的数学原理》 ?1816年，法国数学家拉普拉斯 ?电声学 ?20世纪20年代，电子管 ?1920年，美国肯尼迪（A. E. Kennedy）把类比概念和方法引入电声系统和机械振动系统 ?电声学这门科学主要是研究电能和声能彼此转变的问题。各种换能器的构造和理论，录音和放音的各种方法，都是属于“电声学”的范畴。 ?电声学与其他声学部门的关系 ?电声学和建筑声学、生理声学、超声学、水声学都有很密切的关系。 第一章振动和声波的特性 1-1 振动与声波 1-1-1 振动 ?什么是振动？P6 ?振动的特性 1-1-2 声波 ?几个基本概念： ?声波——物体的振动引起周围媒质质点由近及远的波动 ?声源——发声的物体，即引起声波的物体 ?媒质——传播声波的物质 ?声场——声波传播时所涉及的空间 ?声音——声源振动引起的声波传播到听觉器官所产生的感受 ?声线——声波传播时所沿的方向 ?结论 ?声波的产生应具备两个基本条件：物体的振动，传播振动的媒质 ?声波是一种机械波，媒质 ?传播的只是能量 ?气体中的声波是纵波，即疏密波
建筑声学基本知识 一．声音的产生和声波的物理量 1．振动产生声音 振动物体的往复运动，挤压弹性介质形成往复变化的振动波；振动波在介质中传播，激起人耳的振动感受而产生声音。 声波是一种纵波，这给人耳或者绝大多数动物的听觉器官构造有关。 声波的传播是能量的传递，而非质点的转移。介质质点只在其平衡点附近来回振动而不传向远处。 声音是我们能够感到存在的振动纵波，人耳能感受的频率范围标准规定为20Hz~20000H；低于这个范围的是次声波, 高于这个范围的是超声波。 2．声波的基本物理量 声波的特性可以由波的基本物理量来描述。 频率：在1秒钟内完成全振动的次数，记作f，单位是Hz。 波长：声波在传播途径上，两相邻同相位质点之间的距离，记作λ，单位是m。 声速：声波在介质中传播的速度，记作c，单位是m/s，c=λf。 声速与声源特性无关，而与介质的压强和温度有关。 表达式为：c0=√(γP0/ρ0) γ为空气比热比；P0大气剪静压；ρ0为空气密度。 常温常压下，空气中声速是343m/s，其他介质下各不相同。 压强的变化与压强变化引起的的空气密度变化互相抵消，声速主要与温度相关。 3．在声环境评价和设计中的物理量。 声压：声波在介质中传播时，介质中的压强相对于无声波时的介质静压强的改变量。 表达式为：P= P0cos (ωt-kr+φ) P为r位置处的声压P a(N/m2)；P0为最大声压P a(N/m2)；k=ω/c0；φ为与轴向相位角。 常温下1个大气压强为1.0325x105P a 声强：是在单位时间内，通过垂直于传播方向上的单位面积内的平均声能量，是一个有方向矢量。I表示，单位是W/m2。 声强与声压的关系是：I= P2/(ρ0c0) ρ0为大气密度，常温下ρ0 =1.21kg/m3；c0为声波在介质中传播的速度m/s。 声功率：声源在单位时间内向外辐射的声能，W表示，单位W。 声源声功率与声强的关系是：W=I.(4πr2) 其中，r是距声源的距离。 在自由声场中测得声压和已知距声源的距离，就可以算出声强以及声源的声功率。
声学基本知识 人们在日常生活中离不开声音。没有声音，人类社会的交流就不可想象。这些声音包括人们需要的、想听的，如优美动听的音乐、相互交流的言谈；也包括人们不想听的“噪声”。在声音的海洋中，人们是如何识别声音的呢?声音有三个要素：音量的大小、音调的高低、音色的于湿，它们都与声音的物理特性密切相关。这就要从声音的物理特性来了解。 声波的传输及其特性 声音是空气分子的振动。物体的振动引起空气分子相应的振动，传人人耳导致鼓膜振动，通过中耳、内耳等一系列听觉器官的共同作用使人听到了声音。 一、声波的特性 1．声音的周期、频率、波长和声速 周期：声源完成一次振动所需要的时间称为周期，记作T，计量单位为：秒(s)。 频率：声源在1秒钟内振动的次数，记作f，计量单位为：赫兹(H z)。它是周期的倒数，即：f=l／T。 波长：沿声波传播方向，振动1个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间距离，记为λ，单位为m。 声速：声波每秒在介质中传播的距离，记作c，单位m/s。声速约为340m／s。 频率f、波长λ和声速c三者之间的关系是：c=λ*f 频率在20H z～20k H z之间为声波人耳可以感觉的，称为可听声，简称声音；频率大于20k H z称为超声波；频率小于20H z称为次声波。超声波和次声波人耳是听不到的，地震波和海啸都是次声波。有些动物的耳朵比人类要灵敏得多，如蝙蝠就能“听到”超声波。 2．频带 频带也称为“频段”，在扩声系统中，一般将介于次声和超声之间的可闻声频率划分为若干个区段，称为“频带”或“频段”。 3．声功率、声强和声压 声功率：声功率即声源总声功率，指单位时间内声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量，记作w，单位为w。 声强：在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的平均声能，称为声强，用I表示，单位为W／m2。人耳可听的声强变化范围为10—12～102W／m2。 声压：声压是由于声波的存在而引起的压力增值，介质中的压力与静压之差称为声压，用P表示，单位为P a。1P a=1N／m2。 4．分贝、声功率级、声强级和声压级 人们日常生活中的声音，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于声强与声压的变化近似地与人耳感觉变化的对数值成正比，人们便在扩声系统中引入了“级”的概念。用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量(例A1和A0)之比取以10为底的对数并乘以10(或20)。 N=10l g(A1／A0)分贝，符号为“d B”，它是无量纲的。 (1)声功率级 声功率以“级”表示便是声功率级，记作L w，单位为d B。 L w=l0l g(W／W。) 式中：L。——声功率级(d B)；W——声功率(w)；W。——参考声功率，为10-12W。 (2)声强级 声强以“级”表示便是声强级，记作L I，单位为d B。 L I=l0l g(I/I0)。 式中：L I——声强级(d B)；I声强(W／m2)；I0——参考声强，为10-12W／m2。 (3)声压级 声压级指实际声压和基准声压之比的20倍对数值，单位是d B。 L P=20l g P／P。 式中：L，——声压级(d B)；P——某点声压；P。——基准声压，以2×10-5N／m2为参 考值 5．声级的迭加 两个以上独立声源作用于某一点时，产生声级的迭加，若不考虑干涉效应，声能量是
声学基础 声音在人类生活中具有重要意义，人们就是靠声音传递语言、交流思想的。声音来源于物体的振动。例如人的发声是由声带动引起的；扬声器发声则产生于扬声器膜片的振动；锣、鼓是靠锣面、鼓面膜的振动发声的；弦乐器是靠弦的振动发声的；笛、箫等则依靠空气柱的振动发声……正在发出声音的振动物体称为声源，传播声音的必要条件。没有物体的振动有传声介质（如在真空中），同样也没有声音。声音不仅能在气体中传播，在固体和液体中也能够传播。当声源在空气中振动中，使邻近的空气随之产生振动并以波动的方式向四周传播，传至人耳将引起耳膜振动，最后通过听觉神经产生声音的感觉对于专业音响工作者来说,掌握一些声学基础和生理声学方面的知识是至关重要的。 声音信号的特性 语音和音乐信号都是不规则的随机信号，由基频信号和各种谐波（泛音）成分组成。要“原汁原味”地重放这些随即音频信号，扩声音响系统必须具备符合语言和音乐的平均特性。其中最重要的三个特性是平均频谱（频率响应特性）、平均声压级和声音的动态范围。 1.1、人声信号 人声信号是一种典型的随机过程，它于人的生理特点、情绪与语言内容等因素有关。 1）、语言基音的频率范130-350HZ包括全部谐波（泛音）频率范围为130-4000HZ 2）、演唱歌声的频率范围比较宽，可分为男低音、男中音、男高音、女高音等5个声部。基音的频率范80-1100HZ，包括全部谐波（泛音）频率范围为80-8000HZ。5个声部的范围是：80-294HZ；110-392HZ；147-523HZ；196-698HZ和262-1047HZ。 3）、声压级正常谈话时语言的声功率为1微瓦，大声讲话时可增加到1毫瓦。正常讲话时与讲话人距1米时的平均声压级为65-69dB。 4）、动态范围语言的动态范围（最大声压级与最小声压级之差值）为20-40dB，戏剧60-80dB。 1.2、音乐信号 音乐信号的频谱范围很宽。它与乐器的类型有关。在乐器中管风琴具有最宽的基音范围，从16-9000HZ，其次是钢琴，它的基音范围为27.5-4136HZ。民族乐器的基音范围为