声学
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声学元件知识点总结大全一、声学元件的结构和工作原理1. 麦克风麦克风是一种将声音转换成电信号的声音传感器。
它的结构一般包括振膜、线圈、磁场和声音孔等部分。
工作原理是当声音波传入麦克风的声音孔时,振膜会随之振动,振膜上的线圈也随之振动,从而在磁场中产生感应电流,最终转换成电信号输出。
2. 扬声器扬声器是一种将电信号转换成声音的装置。
其结构一般包括振膜、音圈、磁铁、音腔和声音孔等部分。
工作原理是当电信号输入扬声器时,音圈在磁场中受到电磁力作用,从而带动振膜振动,产生声波输出。
3. 声学传感器声学传感器是一种用于测量声音信号的装置。
它的结构和工作原理与麦克风类似,但其灵敏度和频率响应范围会有所不同,适用于不同的声音测量场景。
4. 耳机耳机是一种用于个人听音的装置。
其结构一般包括振膜、音圈、磁铁、耳罩和耳托等部分。
工作原理和扬声器类似,但耳机的振膜面积和音腔设计会对音质产生影响。
5. 声学滤波器声学滤波器是一种用于调节声音频率的装置。
其结构一般包括高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器等部分。
工作原理是通过调节电路或机械装置来实现音频信号的滤波,从而达到对声音频率的调节和控制。
二、声学元件的种类1. 按用途分类(1)输入型声学元件:如麦克风、声学传感器等。
(2)输出型声学元件:如扬声器、耳机等。
(3)处理型声学元件:如声学滤波器、声学放大器等。
2. 按工作原理分类(1)电动声学元件:如麦克风、扬声器等,通过电磁感应来进行声音信号的转换和输出。
(2)压电声学元件:如压电麦克风、压电扬声器等,通过压电效应来进行声音信号的转换和输出。
(3)电容式声学元件:如电容式麦克风、电容式耳机等,通过电容变化来进行声音信号的转换和输出。
(4)声波传感器:如声波测距传感器、声波水位传感器等,通过声波的反射和接收来进行信号的传输和测量。
3. 按结构分类(1)动圈式麦克风:结构简单、价格低廉,常用于通信设备和录音设备。
(2)电容式麦克风:频率响应范围广,灵敏度较高,常用于专业音频设备和音频测量仪器。
噪声测试讲义第一章声学基础知识第一节声音的产生与传播一、声音的产生首先我们看几个例子:敲鼓时听到了鼓声,同时能摸到鼓面的振动;人能讲话是由于喉咙声带的振动;汽笛声、喷气飞机的轰鸣声,是因为排气时气体振动而产生的。
通过观察实践人们发现一切发声的物体都在振动,振动停止发声也停止。
因此,人们得出声音是由于物体的振动产生的结论。
二、声源及噪声源发声的物体叫声源,包括一切固体、液体和气体。
产生噪声的发声体叫噪声源。
三、声音的传播声音的传播需要借助物体的,传声的物体也叫介质,因此,声音靠介质传播,没有介质声音是无法传播的,真空不能传声,在真空中我们听不到声音。
声音的传播形式(以大气为例)是以疏密相间的波的形式向远处传播的,因此也叫声波。
当声振动在空气中传播时空气质点并不被带走,它只是在原来位置附近来回振动,所以声音的传播是指振动的传递。
四、声速声音的传播是需要一定时间的,传播的快慢我们用声速来表示。
声速定义:每秒声音传播的距离,单位:M/s。
在空气中声速是340 m/s,水中声速为 1450m/s ,而在铜中则为 5000m/s。
可见,声音在液体和固体中的传播速度一般要比在空气中快得多,另外,声速还和温度有关。
第二节人是怎样听到声音的一、人耳的构造人耳是由外耳、中耳和内耳三部分组成,各部分具有不同的作用共同来完成人的听觉。
耳朵三部分组成结构见彩图。
外耳,包括耳壳和外耳道,它只起着收集声音的作用。
中耳,包括鼓膜、鼓室、咽鼓管等部分。
由耳壳经过外耳道可通到鼓膜,这里便进人中耳了。
鼓膜俗称耳膜,呈椭圆形,只有它才是接受声音信号的,它能随着外界空气的振动而振动,再把这振动传给后面的器官。
鼓室位于鼓膜的后面,是一个不规则的气腔。
有一个管道使鼓室和口腔相通,这个管道叫咽鼓管。
咽鼓管的作用是让空气从口腔进人中耳的鼓室,使鼓膜内外两侧的空气压力相等,这样鼓膜才能自由振动。
鼓室里最重要的器官是听小骨。
听小骨由锤骨、砧骨和镫骨组成,锤骨直接与鼓膜相依附,砧骨居中,镫骨在最里面,它们的构造和分布就象一具极尽天工的杠杆,杠杆的前头连着鼓膜,后头连着内耳。
声学基础知识声学基础知识⼀、声学基础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。
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。
声学概论Acoustics conspectus声学是声音的科学,研究它的产生、传播、接收和效应。
声音原始是指人耳能察觉到的空气中传播的振动振动现象,频率在20Hz到20KHz之间。
现代已经使其范围扩大,频率可在20Hz以下的次声或20KHz的超声。
Acoustics is science of sound, studying sound producing, emitting, receiving and effect. Idea of original sound mean that ear can hear a vibration of the air, frequency range is between 20Hz to 20KHz. Human extend sound range in modern times, frequency lower than 20Hz is infrasound or higher than 20KHz is ultrasonic.1. 声的基本特征Character of Sound人耳对声音的感觉表征于三种特征:(1)声音的响度;(2)音调;(音色);用通俗的语言来说,响度相当于声音的“大小”,音调相当于声音的高低,音色相当于声音的品质。
声音的振动表征于三种特征:(1)振幅;(2)频率;(3)频谱(即声音的各个谐波部分)Token of sound perception to human: (1) loudness sound; (2) Pitch sound ; (3) Musical quality. Token of sound vibration : (1) Amplitude; (2) frequency; (3) frequency spectrum.2.人耳的听觉图Ear hearing range人耳对于不同频率的声音又完全不同的灵敏度。
声学声密度声学是研究声波传播、声场形成及其应用的科学。
它主要研究声音的产生、传播、接收和效果等方面的问题,包括声音的特性、声波的传播规律、声场的形成和声音在环境中的反射、散射、传输、衰减、吸收等现象。
声密度是声学中的一个重要概念,指的是在单位体积内所含有的声能。
声密度是声音强度的一种表示方式,一般用符号I表示,单位是瓦特/平方米(W/m^2)。
声密度也可以理解为单位体积内声能的平均分布情况,它与声音的强弱以及声波在空间中的传播距离有关。
声密度与声音强度有密切的关系,声音强度是指声波传播时单位时间内通过单位面积的能量。
而声密度是指单位体积内所含有的声能。
声密度是一种更加广泛的概念,可以用来揭示声波在传播过程中能量的分布情况。
在自然界中,声波是通过振动的媒介传播的,例如空气、水、固体等。
当媒介颗粒受到振动时,能量就会以声波的形式传播出去。
声密度就是用来描述声波能量分布情况的重要物理量。
声波能量的传播过程中,声密度的变化是由声强度引起的。
声强度是单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的声能。
在声场中,声波会随着距离的增加而逐渐衰减,同时声强度也会相应减小,导致声密度的变化。
声密度的大小反映了声波的强弱,可以用来客观地描述声音的响亮程度。
在实际应用中,声密度的概念也经常用于测量声场的能量分布情况。
例如,在音响设备中,人们经常使用声密度来表示音响的功率。
另外,在环境噪声控制领域,声密度也是一个重要的参考指标,用于评估噪声对人体健康和环境的影响。
声密度的大小受到多种因素的影响,包括声源的特性、媒介的性质以及传播距离等。
在声波传播过程中,声能会因为媒介的吸收、散射、衍射等现象而发生变化,导致声密度的衰减。
例如,在空旷的地方,声波能够以球面波的形式进行全向传播,声密度的衰减与传播距离的平方成反比;而在封闭空间中,声波会发生多次反射和散射,导致声密度的分布更加复杂。
在实际应用中,人们常常通过测量声密度来评估声音的强度和分布情况。
章末练习基础知识与基本技能*1.一切发生的物体都在振动。
人说话时的发音靠 的振动;鸟叫的发声靠气管和支气管交界处的 振动;蟋蟀的叫声并不是来自口腔,而是它的左右翅 产生的振动。
发声的物体常常简称为发声体。
[1.0] *2.发声体的振动能靠一切气体、液体、固体物质向周围传播,这些物质是传播声音的媒介物,简称为 。
发声体振动时会在它周围的 中激起 ,声音就是以 的形式向远处传播的。
相反,如果发声体周围没有 ,也就不能激起 ,从而也就不能传播声音。
因此,声音在真空中 。
[1.5] *3.声音在不同介质中传播速度一般不同,在同一介质中的传播速度还与介质的 有关。
查表可知:声音在15℃的空气中的速度是 ,而在25℃的空气中的速度是 ;声音在金属中比在液体中传播得 ,在液体中比在空气中传播得 。
[1.5]*4.声音在传播过程中遇到障碍物时会发生 ,形成 。
人讲话的声音在传播过程中总是要遇到障碍物的,即总是要产生回声的。
不同的情况,人对回声的听觉不一样。
如果回声到达人耳比原声晚 s 以上,则人耳能把回声跟原声区分开;如果短于这个时间,回声与原声就混在一起,使原声 。
[1.5] 知识的应用**5.如图2-1,敲击鼓面会听到鼓声,若向鼓面上撒些纸屑或泡沫塑料的颗粒,还会看到它们在鼓面上跳动;如图2—2,敲击音叉会听到声音,若将发声的音叉靠近一只悬挂的小球,小球会摆动。
这些现象说明 。
其实不光是这些现象,大量的实验观察表明:一切 物体都在振动。
[0.5]**6.如图2-3,在教室里敲一下音叉,同学们能听到由音叉 而发出的声音。
在人和音叉之间传播声音的介质是 。
声音传到人耳的详细情况是:音叉振动在空气中激起 ,传到人耳时引起耳内 振动,从而产生听觉。
[1.5]**7.在月球上的两个宇航员,他们不能像在地球上那样自由交谈,而是要靠无线电话交谈,这个现象可以说明月球上是 ,空间没有传播声音的介质。
[0.5]**8.如图2-4,用一根棉线连接两个纸筒,就做成了“土电话”。
在土电话中,传播声音的介质是 ,而这种介质是固体,这一现象说明 也能传声。
[0.5]**9.要利用回声来测定海水的深度,必须要知道 ( )。
[1.0]A .声音在海水中的速度和声音在空气中的速度B .海水的温度和声音在海水中的速度C .声音在海水中的速度和声音在海水中竖直往返的时间***10.试解释古代的士兵晚上睡觉时为何常枕着牛皮箭筒睡在地上(枕戈待旦)? [1.5]***11.你做一做下面的实验:用牙轻轻咬住铅笔(或圆珠笔、钢笔等)的一端,用手指轻敲铅笔的另一端,注意图2-1 图2-2 图2-3 图2-4听这个敲击声;然后张开嘴使牙不接触铅笔,而保持铅笔位置不变,手指用与前面相同的力轻敲铅笔另一端,比较这两次听到的敲击声有什么不同?这个实验能说明什么问题?知识的拓展***12.已知声音在空气中的传播速度是340m/s,人站在离墙壁51m远的地方拍手,从拍手到声音经墙壁反射回到他的耳朵需经历 s的时间。
[1.0]***13.有甲、乙两个人做了这样的实验:有一根很长的金属管,甲在一端敲击,乙在另一端把耳朵轻轻地贴在金属管上听,甲只敲击了一下,而乙在另一端却先后听到了两次响声。
两人讨论后认为:这两次响声中,一次是由空气传来的,一次是由金属传来的,之所以能分开,是因为声音在空气中和在金属中传播的速度,并且,第一次听到的响声是由传来的,因为。
如果用一根充满水的长金属管来做这个实验,人能听到次响声,因为。
[1.5]如果这个实验是在月球上做的,那么在一端敲击一次,另一端的人( )。
[0.5]A.人也能听到两次响声B.肯定能听到一次响声C.肯定听不到响声D.可能听不到响声***14.在一次海洋探测中,从海面发射超声波,经2.5s海面接收系统才接收到了由海底反射回来的超声波。
设海水中的平均声速是1500m/s,求此处海水的深度。
[1.5]****15.第一次测定铸铁里的声速是在巴黎用下述方法进行的,在铸铁管的一端敲一下钟,在管的另一端听到两次响声,第一次是由铸铁传来的,第二次是由空气传来的。
管长931m,两次响声相隔2.5s。
如果当时空气中的声速是340m/s,求铸铁中的声速。
(注:本题解法请参考《举一反三解题经典●初中物理》第12页) [2.5]****16.国庆53周年,人们用各种方式来庆祝这一喜庆节日,在10月1日晚,许多城市在大广场燃放了礼花,礼花在几十米高空爆炸,发出绚丽夺目的光彩,照亮了整个城市,人们在各自家门口就可以欣赏这一美景。
(1)若你在离广场5km远处看,对礼花爆炸时的声音和色彩能够同时感觉到吗?说明原因。
(2)两者时间相差多少?(注:本题解法请参考《举一反三解题经典●初中物理》第12页) [2.5]声音的特性基础知识与基本技能*1.在物理学中,把人们由听觉所感受到的声音的高低称为,听觉所感受到的声音的大小称为;即使是高低、大小都相同的声音听起来也不一定完全一样,可见声音除了高低、大小这些特征外,还有第三个特征,这第三个特征就是。
习惯上称声音的这三个特征为声音的三要素。
[1.5]*2.声音的高低,即音调的高低跟发声体振动的有关,其越大,音调越;声音的大小,即声音的响度跟两个因素有关,一是发声体的大小,二是听者距离发声体的。
[1.5]*3.在通常情况下可以近似地认为声音在空气中的速度为340m/s。
当回声到达人耳的时间比原声晚时,人耳能把回声跟原声区分开。
一个人要想从听觉上把自己的拍手声和高墙反射回来的回声区分开,人至少要离高墙 m远。
[1.0]*4.我们闭上眼睛,仅凭耳朵的听觉就能分辨出交响乐中不同乐器的声音,因为( )。
[0.5]A.人不同乐器的演奏方式不同 B.不同乐器的响度不同C.不同乐器的音调不同 D.不同乐器的音色不同*5.从物理学角度看,噪声是指。
但是从环境保护的角度看,凡是妨碍人们、和的声音,以及对人们的声音,都属于噪声。
[2.5]*6.减弱噪声的途径有三条:一是减弱;二是减弱;三是减弱。
[1.5]知识的应用**7.一切发声体都在,每秒钟振动的次数叫,每秒钟振动的次数越多则声音的越高,振动的幅度越大则越大。
[1.0]**8.男同学一般比女同学的声音沉闷、浑厚,这是因为男同学发声时 ( )。
[1.0]A.频率高,振幅大 B.频率低,振幅小C.频率低,振幅大 D.频率高,振幅小**9.声音响度的大小( )。
[0.5]A.只由振动的频率决定 B.只由距离声源的远近决定C.只由振动的幅度决定 D.由振动的幅度与距离声源的远近决定**10.人们可以凭听觉识别出不同人的声音,这是根据声音的( )。
[0.5]A.频率 B.音色 C.振幅 D.声速**11.下列关于声的说法中,错误的是 ( )。
[0.5]A.声音是由于物体振动产生的B.人潜入水中,仍能听到岸上人的讲话声C.在空气中,声音传播的速度小于光传播的速度D.城市里可用噪声监测设备来消除噪声污染(2002年,江苏省宿迁市中考题)**12.现在城市的汽车、摩托车越来越多,甚至有些本该在农田里耕地的拖拉机也堂而皇之地奔跑在街道上。
它们对环境带来的危害主要是和。
[0.5]知识的拓展***13.判断下列说法的正确与错误:[1.0](1)优美的乐曲肯定不是噪声。
( )(2)城市绿化对减弱城市的噪声污染也有一定的作用。
( )(3)声音是没有细菌的,因而不会危害人体健康。
( )(4)广场上的高音喇叭能使远处的听众听清楚,但对附近的居民是噪声。
( )***14.正以重8km/h的速度沿直线匀速驶向一高山崖壁的汽车,驾驶员鸣笛后经4s听到从崖壁反射回来的声音。
求鸣笛时汽车与崖壁的距离。
(空气中声速为340m/s)。
[2.5]***15.汽车开进一个两侧山坡平行的峡谷,鸣笛后经0.5s听到左边山坡的回声,再经0.5s听到右边山坡的回声。
求这个峡谷的宽度。
(空气中声速为340m/s)。
[2.5][参考答案]检测题1.1224 2.频率,振幅 3.音色 4.A5.0.1,空气,空气中的声速小于钢铁中的声速,1,真空不能传声6.B 7.(1)甲 (2)0.3s8.炮弹飞行的速度大于声音在空气中传播的速度,当人听到炮声时,炮弹早已远离人而去了。
9.由题意得:t=气v l -钢v l , l =t v v v v 气钢钢气- 10.2s=s 车+s 声=v 车t+v 声t=10m/s ×5s+340m/s ×5s ∴s=875m声音的发生与传播1.声带,鸣膜,摩擦 2.介质,介质,声波,声波,介质,声波,不能传播3.340m/s ,346m/s ,快,快 4.发射,回声,0.1s ,加强5.发声的物体在振动,发声 6.振动,空气,声波,耳膜7.真空 8.棉线,固体 9.C10.简述:睡觉时枕着牛皮箭筒睡在地上,可以及早听到远处敌人偷袭的马蹄声,原因是声音在固体的传播速度比在空气中快。
11.简述:用牙咬住铅笔听到的敲击声比不用牙咬时听到的响得多。
这个实验说明骨骼、肌肉也能传声而且传声性能不空气好。
12.0.313.不同,金属管,声音在固体中的传播速度比空气中快,3,液体也可以传播声音,B14.s=vt=1500m/s ×1.25s=1875m15.设声音在铸铁中的传播时间为t ,由于声音在空气和铸铁中传播的距离相等,由此可得:⎩⎨⎧=+=tv s t v t v 铁空铁)(5.2解得⎩⎨⎧⨯==s m v s t /1091.324.03铁16.(1)不能同时感觉到。
声音在空气中的传播速度要比光速小得多,而色彩(光)是以光速在空气中传播的 (2)Δt=14.4s声音的三要素1.音调,响度,音色 2.频率,频率,高,振幅,距离3.0.1s ,17 4.D5.发声体做无规则的杂乱无章的振动时发出的声音,正常休息,学习,工作,要听的声音起干扰作用6.在声源处,在传播过程中,在人耳处7.振动,频率,音调,响度 8.C 9.D 10.B11.D 12.废气,噪声 13.(1)× (2) √ (3)× (4) √14.s =690m 15.s =340m。