声学基础知识(整理)
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声学知识点总结声学是研究声音的产生、传播、接受和处理的学科。
它涉及到声波的物理特性、声音的感知和声音的应用等方面。
声学知识点很多,本文将围绕声音的产生、传播、接受和处理这四个方面进行总结。
一、声音的产生声音是物体振动产生的一种机械波。
产生声音的物体振动可以是固体、液体或气体。
固体振动产生声音的常见例子是敲击乐器或人声发声。
液体振动产生声音的例子有鱼儿拍打水面产生的声音。
气体振动产生声音的例子有人的呼吸声或风吹过树叶的声音。
二、声音的传播声音是通过介质传播的,常见的介质有固体、液体和气体。
声音在固体中传播的速度最快,液体次之,气体最慢。
这是因为介质的密度和弹性模量不同所导致的。
声音的传播需要介质的分子或原子振动,通过分子或原子之间的碰撞传递能量,形成机械波。
三、声音的接受人类通过耳朵接受声音。
耳朵是由外耳、中耳和内耳组成的。
外耳接收到的声音通过耳道传递给中耳,中耳中的鼓膜振动,使得中耳内的骨头(听骨)也振动起来。
听骨的振动通过内耳中的耳蜗传递给听神经,最终传递到大脑皮层进行声音的感知和识别。
四、声音的处理声音的处理包括声音的放大、过滤、合成等。
放大声音常用的设备是扩音器,它可以将输入的声音信号放大后输出。
过滤声音常用的设备是均衡器,它可以对不同频率的声音进行调节,达到音乐音色的要求。
声音的合成是指通过合成器将不同的声音信号合成为一个声音。
除了以上四个方面,声学还涉及到声音的频率、振幅、波长和音调等概念。
频率是声音振动的快慢程度,单位是赫兹。
振幅是声音振动的幅度大小,决定声音的响度。
波长是声波在介质中传播一次所占据的距离,与频率成反比。
音调是声音的高低,由频率决定。
总结起来,声学是研究声音的产生、传播、接受和处理的学科,涉及到声音的物理特性、感知和应用等方面。
声音的产生是物体振动产生的机械波。
声音通过介质传播,速度与介质的密度和弹性模量有关。
人类通过耳朵接受声音,耳朵接收到的声音通过耳蜗传递给大脑进行感知和识别。
声学基础知识声音,是我们生活中无处不在的一部分。
从清晨鸟儿的鸣叫,到城市道路上的车水马龙声,从悠扬的音乐旋律,到人们日常的交谈,声音以各种形式存在着,并对我们的生活产生着深远的影响。
那么,什么是声学呢?声学是研究声音的产生、传播、接收和效应的科学。
让我们一起走进声学的世界,了解一些声学的基础知识。
首先,我们来聊聊声音的产生。
声音的产生源于物体的振动。
当一个物体振动时,它会引起周围介质(比如空气)的振动,这种振动以波的形式向外传播,就形成了声音。
不同的物体振动方式和频率不同,产生的声音也就不同。
例如,琴弦的振动产生了美妙的音乐,而人的声带振动则产生了说话的声音。
那么声音是如何传播的呢?声音的传播需要介质。
在地球上,最常见的介质就是空气。
当声音在空气中传播时,其实就是空气分子在振动并依次传递能量。
声音在不同介质中的传播速度是不一样的。
比如,声音在固体中的传播速度通常比在液体和气体中快。
在 20 摄氏度的空气中,声音的传播速度约为 343 米每秒。
接下来谈谈声音的频率和波长。
频率指的是物体在单位时间内振动的次数,单位是赫兹(Hz)。
而波长则是声音在一个周期内传播的距离。
频率和波长之间存在着密切的关系,它们的乘积等于声音的传播速度。
人耳能够听到的声音频率范围大约在 20Hz 到 20000Hz 之间。
低于 20Hz 的声音称为次声波,高于 20000Hz 的声音称为超声波。
次声波和超声波在生活中也有广泛的应用,比如次声波可以用于地震监测,超声波可以用于医疗诊断和清洗。
声音的强度也是声学中的一个重要概念。
声音的强度用分贝(dB)来表示。
日常生活中的环境声音强度各不相同,安静的图书馆可能只有 30dB 左右,而繁忙的交通路口可能会达到 80dB 以上。
长期处于高强度的噪音环境中会对人的听力造成损害,因此,控制噪音是非常重要的。
在声学中,还有一个重要的概念是声波的反射、折射和衍射。
当声波遇到障碍物时,会发生反射。
常见声学基础知识
人耳能听到的频率范围:20HZ-20KHZ;最灵敏:3K-4K。
由声音引起的空气压强变化:声压,单位:P。
常用声压的相对(标准声压)大小来表示声音强弱:声压级,单位:dB。
声压级形象认识:
0—20 dB:微弱,自己呼吸声
20—40 dB:轻,手表摆动音
40—60 dB:一般,对话音
60—80 dB:响,演讲
80—100 dB:很响,机床
100—120 dB:震耳欲聋,汽车喇叭
120—140 dB:不能忍受,飞机发动机频段认识:
小于60HZ:超低音
60—200HZ:低音
200—1000:中音
1K—5K:中高音
5K以上:高音
语言的频段范围:130HZ-350HZ 歌声的频率范围:80HZ-11KHZ
描述声音的三个物理量:幅度,频率,相位声音三要素:响度(振幅),音调(频率),音色(谐波) 延时:5-35毫秒——感觉增加了响度
延时:35-50毫秒——能分辨,但感觉不到方向的差异延时:超过50毫秒——清晰的回声
室内:反射声和直达声程差17米——产生回声后排:前台主音箱和后台辅助音箱距离之差12米——感到声音来自后面
人耳能分辨:水平——5度到15度;垂直——60度。
在靠近声源处:直达声为主,混响声可忽略在远离声源处:混响声为主,直达声可忽略混响时间(停止发声起,声音降低60分贝时间): 房间越大,混响时间越长
吸音量越大,混响时间越短。
小房间:最佳混响时间1秒左右
大房间:最佳混响时间2-3秒。
声学基本知识一、声音的基本性质声音来源于振动的物体。
辐射声音的振动物体称为“声源”。
声源要在弹性介质中发声并向外传播。
声波是纵波。
(1)人耳所能听到的声波的频率范围为20~20000Hz,称为可听声。
低于20Hz的声音称为次声;高于20000Hz的声音称为超声。
次声与超声不能使人产生声音的感觉。
(2)室温下空气中的声速为340m/s.声速c,波长λ和频率f有如下关系:频率为100~10000Hz的声音的波长为3.4~0.034m.这个波长范围与建筑物室内构件的尺度相当,在室内声学中,对这一频段的声波尤为重视。
-f2.每一频带以其中心频率fc标度,.建筑声学设计和测量中常用的有倍频带和1/3倍频带;在倍频带分析中,上限频率是下限频率的两倍,即fl=2f2;在1/3倍频带分析中,在可听声范围内,倍频带及1/3倍频带的划分及其中心频率如表3—l所示。
表中第一行为1/3倍频带中心频率,第二行为倍频带中心频率。
(4)波阵面与声线声波从声源出发,在同一介质中按一定方向传播,声波在同一时刻所到达的各点的包络面称为波阵面。
声线表示声波的传播方向和途径。
在各向同性的介质中,声线是直线且与波阵面垂直。
依据波阵面形状的不同,将声波划分为:1)平面波——波阵面为平面,由面声源发出;2)柱面波——波阵面为同轴柱面,由线声源发出;3)球面波——波阵面为球面,由点声源发出。
一个声源是否可以被看成是点声源,取决于声源的尺度与所讨论声波波长的相对尺度。
当声源的尺度比它所辐射的声波波长小得多时,可看成是点声源。
所以往往一个尺度较大的声源在低频时可按点声源考虑,而在中高频则不可以。
(5)声绕射声波在传播过程中,遇到小孔或障板时,不再沿直线传播,而是在小孔处产生新的波形或绕到障板背后而改变原来的传播方向,在障板背后继续传播。
这种现象称为绕射,或衍射。
(6)声反射声波在传播过程中,当介质的特性阻抗发生变化时,会发生反射。
从几何声学角度,可更直观地解释为,声波在传播过程中遇到尺寸比声波波长大得多的障板时,声波将被反射。
声学基础知识声音,作为我们日常生活中最常接触到的感知,是一种形式的机械波,它通过物质的震动传播而产生。
声学是研究声音产生、传播和听觉效应等相关现象的学科。
本文将介绍声学的基础知识,包括声音的特性、声波的传播与衰减、和人类的听觉系统。
一、声音的特性声音有几个重要的特性,包括音调、音量和音色。
音调是指声音的高低,由声源的频率决定。
频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
音量是指声音的强弱,由声源振幅的大小决定。
振幅越大,音量越大;振幅越小,音量越小。
音色是指具有独特质感的声音特征,由声音的谐波成分和声源的包络形状决定。
不同的乐器演奏同一个音高,因为其谐波成分和包络形状不同,所以会有不同的音色。
二、声波的传播与衰减声波是指由声源振动产生的压力波。
声波传播时,需要介质作为传播介质,常见的介质包括空气、水、固体等。
在传播过程中,声波会经历衍射、反射、折射等现象。
衍射是指声波遇到障碍物时沿着障碍物的边缘传播,使声音能够绕过障碍物。
反射是指声波遇到障碍物后从障碍物上反弹回来,产生回声。
折射是指声波在介质之间传播时由于介质密度不同而改变传播方向。
声波在传播过程中会逐渐衰减,衰减的程度取决于声音传播的距离、传播介质的特性以及环境条件等。
一般来说,声音传播的距离越远,声波能量的衰减越大;传播介质的特性也会影响声波的衰减,固体传播声波的衰减相对较小,而空气和水传播声波的衰减相对较大。
环境条件如温度和湿度也会对声波的衰减产生一定影响。
三、人类的听觉系统人类的听觉系统是感知声音的重要器官。
它由外耳、中耳、内耳和大脑皮层等部分组成。
外耳包括耳廓和外耳道,它们的主要功能是接收和传导声音。
中耳包括鼓膜和听小骨(锤骨、砧骨和镫骨),它们的主要功能是将声音的机械能转换为神经信号。
内耳包括耳蜗和前庭,耳蜗负责感知声音,前庭负责维持平衡。
大脑皮层负责处理和解读声音信号。
人类听觉系统对不同频率的声音有不同的感知范围。
一般来说,人类可以听到频率范围在20Hz到20kHz之间的声音。
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。
声学基础知识一、声音声音是空气分子的振动。
物体的振动(我们称之为"声源")引起空气分子相应的振动,传入人耳导致鼓膜振动,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。
二、声波把石头扔进平静的水面,会形成一组向四周扩散的水波,这是我们所能见到的比较直观"波",空气分子振动形成的声波要复杂一点,它是从声源向四周立体扩散的一组疏密波,空气分子并不是从声源一直跑到您的耳朵,而是在它本来的位置振动,从而引起与它相邻的空气分子随之振动,声音就是这样从声源很快地向外传播的,声音在空气中的传播速度是331米/秒。
举一个简单的例子,麦浪的运动跟声波很相似,粒子的振动方向与波的运动方向是平行的。
波需要通过介质来传播,麦浪的运动到田埂边就自然停止了,声波的传播介质是空气分子,所以,真空里声音是不能传播的。
三、声音的频率声波每秒的振动次数称为频率,频率在20Hz~20KHz之间称为声波;频率大于20khz称为超声波;频率小于20hz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,比如蝙蝠就能"听到"超声波。
世界上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。
让我们对声音的频率有一个比较直观的概念:大鼓的"蓬蓬"声频率很低,大约在35Hz-7kHz;人的语音频率范围主要在200 Hz到40 00 Hz之间;锣声、铃声的频率大约在2000 Hz到3000 Hz左右;在人类语音中,女声比男声频率要高一点;童声要比成人频率高一点;"啊啊"声频率较低,"咿咿"声频率稍高,"嗤嗤、嘶嘶"声频率最高。
知道这一点很有用,在实际中,可以经常用来测试病人戴助听器前后对声音频率的反应。
初二物理声学知识点大汇总
1. 声音的产生和传播
- 声音是物体振动产生的机械波,通过媒介传播。
- 声音的产生需要物体的振动,振动使空气颤动,产生声波。
- 传输声音的媒介可以是固体、液体和气体,声音在不同媒介中传播速度不同。
2. 声音的特性
- 声音的频率是指声音振动的快慢程度,单位是赫兹(Hz)。
- 声音的响度是指声音的强弱,单位是分贝(dB)。
- 声音的音调是指声音的高低音程。
3. 声音的反射、传播和吸收
- 当声音遇到障碍物时,一部分声音被反射回来,一部分被传播过去,一部分被吸收。
- 声音在空气中的传播速度大约是340米/秒,在水中的传播速度大约是约1500米/秒。
- 声音在固体中的传播速度比在气体中快,固体中的声音传播能力最好。
4. 声音的利用
- 声音的传播特性可以基于此来进行声学设计,比如音响系统、房间声学设计等。
- 声音的反射和吸收可以用于改善音质,比如吸声板、隔音设
备等。
5. 声音的危害
- 声音能够对人的健康产生负面影响,长时间暴露在高分贝声
音下可导致听力受损。
- 需要注意保护听力,避免长时间在高噪音环境下暴露。
以上是初二物理声学知识点的大致汇总,对声音的产生和传播、特性、反射传播吸收、利用以及注意事项进行了简要介绍。
声音科学的知识点总结1.声音的产生声音是由物体的振动产生的,当物体振动时,空气分子也会随之振动,形成声波。
不同的振动频率和振幅会产生不同的声音。
2.声音的传播声音是通过介质传播的,通常是通过空气传播。
当物体振动时,空气分子被振动,形成一种正压力和负压力的交替,从而传播声波。
声音的传播速度取决于介质的密度、弹性和温度等因素。
3.声音的特性声音有三个主要特性:音调、音量和音色。
音调由声音的频率决定,频率越高,音调越高;音量由声音的振幅决定,振幅越大,音量越大;音色由声音的波形决定,不同的波形会产生不同的音色。
4.声音的测量声音的强度通常用分贝(dB)来表示,分贝是对声音强度的对数单位。
人耳能感知的最小声音强度为0dB,而最大的可忍受声音强度为约120dB。
5.声音的感知人耳能感知的频率范围约为20Hz到20kHz,不同频率的声音会在人耳内耳中不同的部位产生共振,从而被感知。
此外,声音的方向也能通过听觉系统来确定,耳朵接收到声音的时间和强度差异可以帮助人们判断声音的来源方向。
6.声音的应用声音在生活中有很多应用,比如音乐、语言交流、通讯等。
此外,声音也被用于医学诊断、工业检测、环境监测等领域。
7.声音的技术声音技术包括录音、音频处理、声学设计等,这些技术在音乐、电影、游戏等领域有着广泛的应用。
声音技术的发展也推动了声音科学的研究和应用。
8.声音与健康声音对健康有着重要的影响,长期暴露在高强度的噪音环境中会导致听力损伤和其他健康问题。
因此,保护耳朵免受噪音侵害是非常重要的。
总的来说,声音科学涵盖了广泛的知识领域,从声音的产生、传播和感知到声音的应用和技术,都是一门充满挑战和机遇的学科。
随着科技的不断进步,声音科学的研究和应用也将会得到更大的发展。
声学知识点总结声学是研究声音的产生、传播和听觉效应的科学。
声学知识点涉及声音的物理特性、声波的传播、声音的感知等方面。
本文将对一些常见的声学知识点进行总结,以帮助读者更好地理解声音及其相关概念。
一、声音的产生和传播声音是由物体振动引起的,产生振动的物体称为声源。
声源的振动导致周围介质中的分子也发生振动,从而形成声波。
声波通过介质的传播,可以是固体、液体或气体。
声音的传播速度与介质的性质有关,一般来说,固体介质中传播速度最快,气体中最慢。
在空气中,声音的传播速度约为340米/秒。
二、声音的特性1. 频率:声音的频率是指单位时间内振动的次数,单位为赫兹(Hz)。
频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
2. 声强:声音的声强是指声源发出的声音能量在单位面积上的平均传播能力,单位为分贝(dB)。
声强越大,声音越响亮。
3. 声音的音色:音色是指不同乐器或人声发出的同样频率的声音所具有的个体差异。
不同的音色可以通过波形分析得到。
三、声波的性质声波是一种机械波,具有以下性质:1. 反射:声波在遇到障碍物时会发生反射,产生回声。
声音的反射可以用来测定距离或检测有无障碍物。
2. 折射:当声波从一种介质传播到另一种介质时,由于介质密度和声速的变化而发生折射现象。
3. 干涉:当两个或更多的声波相遇时,它们会相互干涉,产生增强或减弱的效果。
干涉现象在音乐演奏和声学实验中经常出现。
四、声音的感知声音的感知是人类的听觉系统对声波刺激的反应。
听觉系统将声波转化为神经信号,并通过听觉通路传递到大脑进行处理。
1. 声音的音高:音高是指声音的主观感受,与声音的频率密切相关。
低频音感觉低沉,高频音感觉尖锐。
2. 声音的响度:响度是指声音的主观感受,与声音的声强有关。
声音的响度与声音强度的平方成正比。
3. 声音的定位:人类通过左右耳的听觉差异来定位声音的方向,这被称为声音的定位。
五、常见应用声学在现实生活中有着广泛的应用,例如:1. 音乐制作:声学的理论和技术应用于音频录制、混音和后期制作中,提供了音频质量的保证。
一、声学基础:1、名词解释(1)波长一一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,即入=CT(2)频率一一每秒钟振动的次数,以赫兹为单位(3)周期一一完成一次振动所需要的时间(4)声压一一表示声音强弱的物理量,通常以Pa为单位(5)声压级一一声功率或声强与声压的平方成正比,以分贝为单位(6)灵敏度一一给音箱施加IW的噪声信号,在距声轴1米处测得的声压(7)阻抗特性曲线一一扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线(8)额定阻抗一一在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值,单位欧姆(9)额定功率一一一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)音乐功率一一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)音染一一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)频率响应一一即频响,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2、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“a”表示,即a=1-K;吸声量是用吸声系数与材料的面积大小来表示。
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:c 20.05273 t (m/s)空气中,c=331.6+0.6 t或在水中声速约为1500m/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。
声学必考知识点归纳总结声学是物理学的一个重要分支,主要研究声波的产生、传播、接收以及与物质的相互作用。
以下是声学必考知识点的归纳总结:1. 声波的基本概念:- 声波是一种机械波,需要介质传播。
- 声波的频率决定了音调的高低,人耳可以听到的频率范围大约在20Hz到20kHz之间。
2. 声速:- 声速是指声波在介质中传播的速度,与介质的密度和弹性模量有关。
- 在标准大气压下,声速在空气中约为340m/s。
3. 声波的反射、折射、衍射和干涉:- 反射是声波遇到障碍物时返回的现象。
- 折射是声波从一种介质进入另一种介质时速度改变,导致传播方向改变的现象。
- 衍射是声波绕过障碍物或通过小孔时发生的波前弯曲现象。
- 干涉是两个或多个声波相遇时,波峰和波谷相互叠加或抵消的现象。
4. 共振和共鸣:- 共振是指当外部激励的频率与系统的自然频率相匹配时,系统振动幅度达到最大。
- 共鸣是指在特定频率下,腔体或结构的振动增强的现象。
5. 声波的衰减:- 声波在传播过程中会因为介质的吸收、散射等原因逐渐减弱。
6. 声源和声场:- 声源是产生声波的物体或现象。
- 声场是指声波在空间中的分布情况。
7. 声级和分贝:- 声级是衡量声音强度的单位,常用分贝(dB)表示。
- 分贝是一个相对单位,用于描述声压或声强的相对变化。
8. 声学测量:- 包括声压、声强、声速、频率等的测量。
9. 声学材料:- 吸音材料、隔音材料、反射材料等,用于控制声波的传播。
10. 声学在建筑中的应用:- 建筑声学研究如何通过设计来控制室内的声学效果,包括声音的传播、吸收和反射。
11. 噪声控制:- 包括噪声的测量、评价和控制方法。
12. 超声波和次声波:- 超声波是频率高于人类听觉范围的声波,常用于医学成像和工业检测。
- 次声波是频率低于人类听觉范围的声波,可能由自然现象如地震或人为活动产生。
13. 声学在通信中的应用:- 包括声学在电话、无线电通信和声纳技术中的应用。
物理的声学知识点总结1. 声音的特性声音是一种机械波,是由物体的振动引起的。
声音有以下几个特性:1.1 频率:声音的频率表示声音振动的快慢,单位是赫兹(Hz)。
频率越高,声音越高音调;频率越低,声音越低音调。
1.2 声压级:声压级是声音的压力变化大小,单位是分贝(dB)。
声压级越大,声音越大。
1.3 声音强度:声音强度表示声音的能量大小,单位是瓦特每平方米(W/m2)。
声音强度越大,声音越响亮。
1.4 声速:声速是声音在介质中传播的速度,对空气来说,大约是343米/秒。
2. 声音的产生声音可以由振动的物体产生。
当物体振动时,它会使周围的空气或其他介质产生压力变化,从而产生声音。
常见的声音产生方式包括声源振动、气流振动和液体振动。
3. 声波的传播声音是通过波动传播的,主要有纵波和横波两种形式。
声波在介质中传播时,会导致介质分子的振动。
声波还受到介质的性质和温度等因素的影响,造成声音的速度、频率和声压级不同。
4. 声音的衰减声音在传播过程中会发生衰减,主要有以下几个因素导致:4.1 距离衰减:声音传播距离增加时,声音强度会下降。
4.2 材质衰减:不同材质对声音的传播有不同程度的影响。
4.3 温度影响:在不同温度下,声音的传播速度和衰减程度不同。
4.4 空气湿度:湿度会影响空气的密度和声音的传播速度,从而影响声音的衰减。
5. 声学应用声学知识在许多领域都有广泛的应用,包括但不限于:5.1 汽车的消声器设计:通过声学原理设计汽车消声器,降低发动机噪音。
5.2 音响系统设计:根据声学原理设计音箱、扬声器等音响设备,实现声音的传播和增强。
5.3 医学超声波:利用声学原理产生超声波,用于医学检查和治疗。
5.4 建筑声学:设计建筑结构以减少噪音,改善建筑环境。
5.5 水声学:研究水中声音的传播和接收,用于海洋勘测、声纳等领域。
以上是关于声学知识的一些基本概念和应用领域,声学是一门非常有趣和实用的物理学科,通过对声学知识的研究和应用,可以为社会的发展和人类的生活带来许多益处。
声所有知识点总结声学是研究声波的产生、传播、接收和效应的学科。
声波是由物质的振动所产生的机械波,具有频率、振幅等特征。
声学在物理学、工程学、医学等领域有着广泛的应用。
本文将对声学的相关知识点进行总结,包括声波的特性、声波的传播、声波的检测与应用等方面。
一、声波的特性1. 频率和振幅声波的频率指的是声波振动的次数,通常用赫兹(Hz)作为单位。
频率决定了声音的音高,频率越高的声波对应的声音音调越高。
振幅是声波振动的幅度,它决定了声音的大小。
2. 声速和声级声速是声波在某种介质中传播的速度,不同介质中的声速不同。
常见的声速为空气中的343米/秒。
声级是声音的强度的度量,它是以对数的形式表示的。
通常用分贝(dB)作为单位。
3. 声波的谐波声波可以分解为不同频率的谐波,在声音的音色和音质中起着重要的作用。
不同乐器所产生的声音,其谐波成分不同,这也是乐器音色不同的原因。
4. 声波的衍射和干涉声波会在物体表面发生衍射现象,产生不同的声音效果。
而声波在传播中会发生干涉现象,产生声音增强或减弱的效果。
二、声波的传播1. 声波的产生声波是由物质的振动所产生的机械波。
当物体振动时,会产生声波,声波通过空气、液体、固体等介质进行传播。
2. 声波的传播介质声波可以在气体、液体、固体等介质中传播,不同介质传播声波的特点也有所不同。
在固体中传播声波速度最快,因为固体的分子比液体和气体更接近。
3. 声波的反射、折射和衍射声波在遇到障碍物时会发生反射,声波在介质中传播时会发生折射,声波通过孔隙时会发生衍射。
这些现象是声波在传播中的重要特性。
4. 声波的吸收和传播损失声波在传播过程中会发生能量的损失,这是由于声波的吸收和传播损失所引起的。
吸收和传播损失会影响声音的清晰度和强度。
三、声波的检测与应用1. 声波的检测方法声波的检测方法有很多,包括声音的录制、声波的功率谱分析、声波的频谱分析等。
这些方法可以用于声波的研究和应用。
2. 声波的应用声波在通信、医学、地质、工程等领域有着广泛的应用。
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)半扩散场如果实验房间很大,以至边界墙面和天花板的反射可以忽略,只剩下地面的反射,这种空间称为半扩散场,或半自由场。
精密的声学测量和分析要求在自由场或者扩散场进行,一些工程要求的测试可以在半自由场进行。
近场和远场在不足两倍机械尺寸或所发声波频率最低的一个波长距离之内(两者取大者),为近(声)场,大于此距离为远(声)场。
近场的质点速度与瞬时声压不同相,远场的质点速度与瞬时声压同相。
距离增加一倍,点声源声压级降6dB,线声源声压级降3dB。
声压与声压级声压由于声波存在而引起的大气压力增值,用符号p 表示。
单位是Pa 或N /m 2。
听阈声压也称为基准声压 p 0=2×10-5Pa (1000Hz),即标准化额定听阈,表示有正常听力的人,平均能听到的1000Hz 的最低声音。
在水中p 0=1μPa 。
通常p 和p 0指有效值而非瞬时值。
dB 标尺由于可检测到的声压幅值范围很大,而人耳对声压刺激的反应与对数规律有关,习惯上在表示声学参数时,都是取测量值和参考值的比率的对数值,即采用dB 标尺。
声压级—SPL 或L p202lg 20lg 10p p p p L p == )(dBp —实际声压 痛阈声压和声压级分别为p =20Pa,L p =120dB (1000Hz) 相同声压级加法两个同声压级相干单频声源叠加,声压级增加6dB 。
两个同声压级非相干声源叠加,声压级增加3dB 。
工程上遇到问题一般是加3dB 。
不同声压级加减法查表:例:L 1=55dB , L 2=51dBΔL =4dB ,对应增量L +=1.4dB所以:55dB+51dB =(55+1.4)dB =56.4dBL 1=60dB , L 2=53dBΔL =7dB ,对应减量L -=1dB所以:60dB-53dB =(60-1)dB =59dB计算:⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑∑==n i L n i i pt pi p p L 110/12010lg 10lg 10 )(dB 例:55dB+55dB=10lg (1055/10+1055/10)=58dB 55dB+40dB=10lg (1055/10+1040/10)=55dB 60dB-53dB=10lg (1060/10-1053/10)=59dB 两个声源声压级相差15dB 以上,则小的声压级影响可忽略。
声强和声强级声强单位时间内,声波通过垂直于声波传播方向单位面积上的声能量。
用符号I 表示,单位为W /m 2。
声压变化引起媒质质点的移动,声强即是声压与质点速度的积。
对于球面波和平面波,声强与声压的关系: 224rW c p c p p pv I πρρ==== )/(2m W p —声压 ρ—介质密度 c —声速W —声功率 r —测量点到点声源的距离 ρc —声阻抗 20℃时ρc =408(瑞利,Kg /m 2s ) v —质点速度,v =p /ρc声强级—SIL 或L Ic p c P I I L I ρρ//lg 10lg 102020==P L p P p P ===0202lg 20lg 10 )(dB 基准声强I 0=10-12 W /m 2 (1000Hz)空气在室温时,与基准声压相对应的声强近似等于基准声强,因此自由场中,声强级与声压级数值近似相等;扩散场(混响场)中声强处处为零。
声功率和声功率级 声功率单位时间内,声波通过垂直与声波传播方向某指定面积的声能量。
一般指的是所谓声源声功率,即声源辐射的总声功率,单位为W 。
人正常讲话声功率约为10-5W 。
距离点声源距离为r 的球面各点声强I 与声功率W 的关系: ()W I r W 24π= ()W 声功率级—SWL 或L W)4lg(10lg 10lg 10200r I I W W L W π+== )(0dB W W 基准声功率 W 0=10-12 W对球面波:L W =L P +20lg r +11 (dB) 对半球面波:L W =L P +20lg r +8 (dB) 在混响室:L W =L S -10lg T +10lg V -14 (dB)? L S —混响场中平均声压级 V —房间容积 T —混响时间,一般指T 60 ,声源停止后声压级下降60dB 所需时间。
噪声的频谱倍频程(Octave )将频谱分为若干个连续的频段(每个频段的上限频率等于下一个频段的下限频率),每个频段为一个频带,以直方图表示。
令 N N l u l u c N l u f f w f f f f f 22(2/2/--=-=== N =1 :一倍频程,简称倍频程;N =1/3 :三分之一倍频程;N =1/12 :十二分之一倍频程…… 中心频率l u c N l u f f f f f ==2/ 带宽 c N N l u l u c N f f f w f f f )22(22/2/--=-===常见的有1/1、1/2、1/3、1/12、1/24倍频程分析,其中1/3倍频程分析最常用。
1/3倍频程可由FFT 线状谱通过一定综合运算得出。
声谱频率为横坐标,声音的强弱(声压级、声强级或声功率级)为纵坐标,绘制出声音强弱随频率分布的线图称为声音的频谱,简称声谱。
由FFT分析得到的频谱,具有等带宽性质,其频率分辨率等于谱线间隔Δf, 这种方法谱线较多,Δf较小,可称为窄带谱。
声音的频率范围很宽,一般不可能,也没有必要对每个频率逐一测量,一般都用1/1倍频程或1/3倍频程进行分析。
用声谱进行分析时,可得到线谱和连续谱等。
线谱多是由转动引起的谐波,可用于改进机械结构;连续谱反应整体结构的噪声状况,可用于整体降噪改进(减振、隔振等)。
倍频程滤波器滤波器按带宽类型可以分为恒百分比(比例)带宽滤波器和恒(值)带宽滤波器。
FFT分析大多用恒(值)带宽滤波器,声学测量需要用恒百分比(比例)带宽滤波器。
计权声级响度级和等响曲线人耳对声音强弱的主管感受,不仅与声压级有关,而且与频率和波形有关。
工程上,用响度级P(单位:Phon)来度量这种主观感觉。
对于频率为1000Hz的纯音,响度级和声压级的数值是相等的,只是单位不同。
其它频率的纯音,响度级和声压级的关系由等响曲线给出。
作为声品质分析依据的等响曲线,是由大量心理学试验得出的结果。
纯音的等响曲线计权声级考虑到人耳对不同频率的声音敏感度不同(对3K~6K Hz的声音最敏感),在一般噪声测量仪器中,常配置一些特定的滤波电路,叫计权网络。
通过计权网络得到的声压级,叫做计权声级,简称声级。
A、B、C三种计权网络特性,分别对应于倒置的40、70、100Phon等响曲线(1000Hz归一化到0dB),其作用是分别反应人耳对低、中、高声压级的响度感觉。
A计权被证实是人耳对声压级主观反应的极好校正。
对由A计权测量的声级称为A声级,记作L PA或dB(A)。
近来B计权、C计权已很少采用。
A计权:40Phon等响曲线的翻转,模拟55dB以下低强度噪声特性。
B计权:70Phon等响曲线的翻转,模拟55~85dB中等强度噪声特性。
C计权:100Phon等响曲线的翻转,模拟高强度噪声特性。
D计权:专用于飞机噪声的测量。
标准计权曲线等效连续声级在评定间断的、脉冲的或随时间变化的不稳定噪声时,用一段时间内能量平均的方法表示噪声大小,称为等效连续声级。
用符号Leq 表示,等效连续A 计权声压级用L AeqT 或L AT 表示:()⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎰02/12/)(/1lg 2021p dt t p T L t t A AeqT )(0dB W W T —总测量时间,T =t 2-t 1P A (t )—A 计权瞬时声压可用同样公式计算非A 计权声压级信号P (t ),得到Leq 。
声暴露和声暴露级在规定时间间隔或过程内,随时间变化的频率计权声压平方的时间积分。
A 计权声暴露,用符号E A 表示。
)10)(()(10/20221A eqT L t t A A T p dt t P E ==⎰)()10)(()(21.020221s Pa T p dt t P E A eqT A L t t A -==⎰ 对于工作场所的噪声暴露测量,用帕平方小时为单位会更方便。
与E A 对应的A 计权声暴露级用L AE 表示:⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎰)/()(lg 10020221T p dt t p L t t A AE )/lg(10)/lg(1000T T L E E AeqT A +== )(dB T 0—基准时间间隔,1sE 0—基准声暴露,E 0 =p 02T 0 =400×10-12 Pa 2s传声器电容传声器金属膜片感受声压变化发生振动,与背极板之间的电容随之变化。