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辐射基本知识1、啥是辐射辐射是指以波或粒子的形式向身边空偶尔物质发射并在其中传播的能量（如声辐射、热辐射、电磁辐射、粒子辐射等）的统称。
例如物体受热向身边发射热量叫做热辐射；受激原子退激时发射的紫外线或X射线叫做原子辐射；别稳定的原子核衰变时发射出的粒子或γ射线叫做原子核辐射，简称核辐射。
辐射可分为非电离辐射和电离辐射两大类。
非电离辐射又称电磁辐射，如无线电波、红外辐射、可见光、微波、紫外线等。
波的频率和能量较低，别脚以使原子中的电子游离而产生带电的离子；电离辐射通常又称放射性，如α、β、γ射线有脚够的能量使受照耀物质的原子电离，会对生物体构成损伤，而有效操纵的辐照则可达到治疗疾病的目的。
2、啥是放射性放射性是自然界存在的一种自然现象。
世界上一切物质基本上由原子构成的，每个原子的中心有一具原子核。
大多数物质的原子核是稳定别变的，但有点物质的原子核别稳定，会自发地发生某些变化，这些别稳定的原子核在发生变化的并且会发射出特有的射线，这种物质算是人们常讲的放射性。
有的放射性物质在地球诞生时就存在了，如铀、钍、镭等，它们叫做天然放射性物质。
另一方面，人类出于别同的目的创造了一些具有放射性的物质，这些物质叫人工放射性物质。
3、啥是同位素和核素在中子和质子组成的原子核内，质子数相同，中子数别同的这一类原子称为同位素。
会发生放射性衰变的同位素称为放射性同位素。
其核内具有一定数目的中子和质子以及特定能态的原子称为核素。
例如氢同位素有三种核素，1H、2H、3H，元素符号的左上角标出原子质量数，它们分不被取名为氢、氘（音刀）、氚（音川），其中，3H具有放射性，称为放射性同位素。
在自然界里，1H、2H、3H 天然含量的原子数百分比分不为99.9852%、0.0148%、3H几乎为零。
4、放射线有哪些种类？它们有啥特点？放射线包括α、β、γ及中子。
α射线由高速运行的氦原子核（2个质子和2个中子）组成的，通常也称α粒子，α衰变时大多数粒子能量在4-9MeV 范围。
声辐射总级
声辐射总级是用来衡量声音在特定环境中的传播能力的指标。
声辐射总级的单位是分贝（dB）。
声辐射总级是通过测量声
音的能量来确定的，能量越大，声辐射总级越高。
声辐射总级是由声源发出的声音的声压级和接收点的距离共同决定的。
声压级是衡量声音强度的物理量，以帕斯卡（Pa）为单位。
声压级可以通过声音的振幅计算得出，振幅越大，声压级越高。
接收点的距离也会影响声辐射总级。
随着距离的增加，声音的强度会逐渐减弱，声辐射总级也会降低。
这是因为声音的能量在传播过程中会受到散射、吸收和衰减等因素的影响。
声辐射总级的计算公式为：
声辐射总级（L）= 声压级（Lp）+ 20log（距离/基准距离）
其中，基准距离是一个标准的距离，通常为1米。
通过这个公式，可以计算出声辐射总级在不同距离下的数值。
声辐射总级主要用于评估噪音对人体健康和环境造成的影响。
根据世界卫生组织的标准，超过45dB的噪音会对人体造成不
适和干扰，超过65dB的噪音会对人体的健康产生严重影响。
因此，在城市规划和环境保护中，需要对噪音进行监测和控制，确保噪音水平符合标准。
总之，声辐射总级是衡量声音传播能力的指标，通过测量声压级和距离来计算。
它是评估噪音对人体健康和环境影响的重要参数，可以用于城市规划和环境保护中的噪音控制措施的制定。
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= P0 cos (ωt-kr+φ)P为r位置处的声压Pa(N/m2)；P0为最大声压Pa(N/m2)；k=ω/c0；φ为与轴向相位角。
常温下1个大气压强为1.0325x105Pa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。
开口与空腔流激声共振及声辐射研究综述俞孟萨;张铮铮;高岩【摘要】水下航行体表面边界层流经腔口时，剪切振荡与空腔声模态耦合共振产生的线谱噪声是流激噪声的一种主要机理。
文章针对腔口剪切振荡及其与空腔声场耦合共振和声辐射的机理及基本特征，归纳梳理了国内外的研究现状，概述了空腔及腔口流动和声辐射控制的主要途径和方法，并提出了流激空腔噪声研究的主要问题。
%As the turbulent boundary layer passing though the opening on the surface of underwater vehi-cle, it is considered as the dominant mechanism of the line spectrum noise of flow excitation, in which the flow induced coupling resonance of shear layer oscillation with acoustic mode of cavity occurs. In this paper, the latest study on the mechanism and basic characteristics of the coupling resonance between shear layer oscillation and acoustic mode of cavity, as well as acoustic radiation of cavity is summarized. On these ground, the control methods of flow and acoustic radiation for cavity and aperture are briefly reviewed, and the main unsolved question of cavity noise induced by flow is also put forward.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】9页(P1422-1430)【关键词】空腔;流动激励;剪切振荡;声辐射【作者】俞孟萨;张铮铮;高岩【作者单位】中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082【正文语种】中文【中图分类】O427随着航速增加以及机械噪声和螺旋桨噪声的有效控制，流动激励产生的低频噪声线谱噪声会成为水下航行体中高航速下不可忽视的噪声分量。
声辐射力的原理与应用1. 引言声辐射力是指声波在物体上产生的压力引起的物体受力效应。
声辐射力具有广泛的应用，例如在声学造影、声学聚焦、声学操控等领域都有重要的作用。
本文将介绍声辐射力的原理和其在不同应用领域中的应用。
2. 声辐射力的原理声辐射力的产生是由于声波在物体表面传播时会与物体表面发生相互作用而引起的。
当声波到达物体表面时，部分声能被吸收，部分声能会反射回去，而其中的一部分能量会产生一个向表面内部的力，即声辐射力。
3. 声辐射力的计算方法声辐射力可以通过以下公式进行计算：F=PA其中，F为声辐射力，P为声压，A为物体表面积。
当在物体表面上施加一定的声压时，就可以计算出声辐射力的大小。
4. 声辐射力的应用声辐射力在很多领域有着广泛的应用，下面将介绍其中的几个应用。
4.1 声学造影声学造影是一种利用声辐射力来对物体进行成像的技术。
通过在物体表面施加声波，可以测量声辐射力的大小和方向，从而得到物体表面的形状和结构。
声学造影在医学领域中被广泛应用于超声影像的生成。
4.2 声学聚焦声学聚焦是利用声辐射力来实现对物体进行聚焦的技术。
通过在物体表面施加声波，可以产生声辐射力，并使其在物体内部聚焦。
声学聚焦在激光聚焦、声波聚焦和超声治疗等领域都有着重要的应用。
4.3 声学操控声学操控是利用声辐射力对物体进行操控的技术。
通过在物体表面施加声波，可以产生声辐射力，并使其对物体进行推动或旋转。
声学操控在微流控、粒子操控和悬浮液操控等领域中有着广泛的应用。
5. 总结声辐射力是声波在物体表面产生的压力引起的物体受力效应。
它在声学造影、声学聚焦和声学操控等领域中有着广泛的应用。
通过研究声辐射力的原理和计算方法，可以更好地理解其在各个应用领域中的作用，并进一步推动相关技术的发展。
基础知识：声辐射的基本特征
声的本质是机械振动，声源是辐射声音的振动体，而传递这种振动的固体液体或
气体就是声传播的介质。研究声波的辐射一方面要研究声源振动时声场的规律，
另一方面则要研究声场对声源的反作用。
一、辐射声场
1波动方程
声场的特征可以用声压、质点振动速度、以及密度的变化量来表示。由弹性体中
机械振动的特征可知，不同位置在不同时间的振动状态都在变化，并且这种时空
之间还存在联系，其数学表达式就是声波方程。为了方便的求解声波的波动方程，
先要对声波已经传播介质做一些理想化的简化处理：
▪
传播介质无粘滞性，即没有传输损耗；
▪
宏观上声传播介质是静止的，且各向均匀；
▪
声传播是绝热的；
▪
介质中传播的是小振幅声波。各声学变量只取一级近似。最终根据运动方
程、质量守恒方程、物态方程推导出理想流体介质中小幅声压波动方程为：
其中，∇²为拉普拉斯算符，在直角坐标中它的形式为：
质点速度可以通过下式求得：
2平面波辐射声场
平面声场只需要考虑一维的情形
用分离变量法可以解得此方程的通解为：
前面这一项代表沿着正方向传播的波，第二项代表反射声波。因为
讨论限定在无限媒质中，因此传播途径上没有反射波，因此通解就简化为：
通解取复数形式是为了数学运算的方便，它可以很方便的将前进波与反射波分离
开来。再运用振速与声压的关系求得矢量场解为：
其中，ω=2π/λ为波数，𝜆为波长。根据声压与声速的表达式可以求得
𝜌0𝑐0称为空气的特性阻抗，在声学中具有重要地位，它比𝜌0或者𝑐
0
单独的作用
要大。由声压跟振速的表达式可以推得理想媒质中平面波的几个重要特征：
▪
声传播过程中，相位面是一个平面，所以称之为平面波。平面波的传播速
度是𝑐0，相位面之间互相平行，且垂直于传播方向；
▪
声传播过程中波阵面不会扩大，因此能量不会因距离的增加而分散；
▪
质点振速幅值与声压幅值恒定不变
▪
声压与振速同相位；
▪
平面波与媒质阻抗特性处处匹配；
3球面波辐射声场
实际问题中会遇到各种各样形状的辐射声源，要想把每一种具体形状声源的辐射
声场求出来在数学上是非常困难的，也是不切实际。因此需要在理论建模上将其
简化处理，在某些情况下需要将其近似看成平面，有时需要将其看成球面，因为
许多问题要涉及到球面波，本小节将讨论脉动球源的辐射基本规律。其波动方程
为：
其中，S为波阵面的面积函数，在球面波的情况下S = 4𝜋𝑟²，带入上式解有：
跟平面波类似，上式第一项为像球面外辐射的声波，后一项是像球心汇聚的反射
波。同样只取第一项。根据振速与声压的关系求得：
可以求得球面声波的声阻抗率：
可以看出，球面波的声阻抗率是复数，因此球面波跟媒质的特性阻抗不再处处匹
配了，而是存在相位差：
在近场取𝑘𝑟≪1,声压与振速相位差近π/2 ，在远场区𝑘𝑟≫1 ，声压与振速几乎同
相位，近似于平面波。
二、辐射阻抗
1辐射阻抗的基本概念
前面讲到的是声源对传播媒介的影响，而有作用力就有反作用力，声源处在声源
当中就必然受到声场的反作用，声源的这种声辐射特性可以用辐射力阻抗𝑍𝑟来描
述
令：
R
r
称为辐射力阻，它增加了系统的阻尼作用，反映了力学系统存在损耗，即机
械能转化为声能。而Xr则相当于在原有的振动系统上又附加了一个辐射质量
X
r
/𝜔，好像声源变重了，这部分附加质量也称为同振质量。用辐射阻抗的概念可
以便捷地研究声辐射的特性，例如声源的平均辐射功率为
当声源振速恒定而脉动球源满足kr0≪1时（即波长线度远远大于脉动球源的半
径时候）
可以看出，如果在低频段声源尺寸要很小的话，辐射声功率会很小，因此小尺寸
扬声器系统很难有好的低音表现。
当声源振速恒定而脉动球源满足kr0≫1时（即波长线度远远小于脉动球源的半
径时候）
球源的辐射声功率达到最大值，辐射质量为零。
2自辐射阻抗
当声场中不止一个声源的时候，那么总声场就是所有声源产生的声场的叠加。而
每一个小球除了受到自己辐射的声场的反作用外，还会受到其他声源产生的声场
的作用。声源自己产生的声场与声源本身的作用特性可以用自辐射阻抗描述，其
他声源产生的声场与某声源的作用特性可以用互辐射阻抗表示，也简称为互阻
抗。
三、点声源
前面讨论辐射阻抗在低频或者声源尺寸很小的情况下的情况，做了近似处理，实
际上当脉动球源满足𝑘𝑟0≪1时，声源可以看成点声源。
1偶极子声源
声偶极子是两个相距极其近的两个点声源，它们的振幅相同而相位相反，现实生
活中的例子便是没有安装在任何障板上的纸盆扬声器在低频辐射时的状况。先假
设两个脉动小球源相距L，如下图。
每个球源在空间的辐射声场已知，因此总声场就是两个脉动球源的叠加。假设P
观察点与球源中点连线与两球源的连线成角度θ，因为两者的相位相反，故得：
若仅仅考虑远场，则得到如下近似
那么将得到
声压场将随着方向变化，即出现指向性，不再各向同性。
2声短路现象
上一节已经得到远场区的声压场表达式，当进一步满足𝑘𝐿≪1时候，上式可继续
简化为
可以得到
也就是说，在低频段偶极子声源的声压场比单个脉动小球源的声压场弱的多，这
也是很容易理解的。可以用下图形象的理解
当其中一个脉动小球源周围介质呈现稀疏相位时候，另一个脉动小球源的周围介
质就同时呈现压缩相位，并且两个相反相位的起点很近，又由于低频段波长较大，
相位随空间的变化率是如此之小，以至于相反相位的两点距离非常之近，以至于
稀疏形变刚好可以抵消压缩形变。因此总的辐射就非常的弱了。这种现象也称之
为声短路现象。
例如没有安装在大障板上的扬声器单元在低频振动时候，纸盆前方的疏密变化刚
好被纸盆后方的疏密变化抵消，形成声短路。如果将扬声器前后辐射隔开，比如
安装在一个尺寸够大的障板上，低频辐射效果将会显著增强，总音量都增强了，
基于此的是无限大障板式设计的放音系统。现代常用的方式是将扬声器安装在封
闭箱或者倒相箱之中。这也是为什么在测定扬声器基本参数时将扬声器安装在一
个障板上的原因，并且测试信号的频率愈低，障板的尺寸也就要越大。
