08声学1
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输入通道信号的1/24 oct 测试输出通道信号的1/24 oct 测试图 1.34,SIMII 测试仪的频谱测试图上图的放大图 1.35 SIM SystemII 的延迟取景测量B、延迟取景(+0.00002 秒精度下的脉冲响应),这种表示方式能表现不同测试点均衡输入、输出、测试话筒之间的时间偏移情况),另外,它也表现在音箱系统之间和声音表面反射情况下的时间偏移。
图 1.35 表示了测定延迟情况声音被衰减的区声音无音衰减区C)频率响应(幅度响应,相位响应和信噪比)。
其表现了均衡、房间+音箱,和被均衡后的音箱的幅度相位响应和信噪比。
图 1.36 表示了频率响应测试图示信噪比频响相位响应图 1.36,SIMII 测量的频率响应信号的完整性有任何改变,称为失真,谐波失真是由于产生了原始信号中所没有的频率成分,此频率为原始频率的倍乘数所有频率的总电平除以基波信号电平,即为总谐波失真(THD)图 1.37,1.38,1.39,表示了带有或没有谐波失真的三种频率响应图。
没有失真图 1.37 测试信号(0%,THD)出现失真图 1.38 低于1%的THD(失真度)出现失真图 1.39 大于1%的THD多少失真是可以接受的?图 1.40,1.41,1.42,以百分比率表示的,总谐波失真电平。
和与原始信号的关系用dB 来表示。
失真总电平与原始信号电平有60dB 的差别失真总电平与原始信号电平有40dB 的差别失真总电平与原始信号电平有20dB的差别图 1.40 显示,原信号电平和总谐波失真电 平之差为 60dB ,所以总谐波失真为 0.1%。
图 1.41 显示,原信号电平和总谐波失真电 平之差 40 dB ,所以总谐波失真为 1%。
图 1.42 显示,原信号电平和总谐波失真电 平之差为 20 dB ,所以总谐波失真为 10%。
多大的总谐波失真才能够听得见呢?它 跟以下两个因素有关。
-总谐波失真电平跟原信号的比例 (THD )-原始信号的频率一般来说,低频的谐波失真要比中频和高 频难察觉,通常,1%或更高的总谐波失真才能被大多数人耳察觉。
第2页 共 2页(a )(b )第3页 共4页第4页 共 4页2008年声纳技术考试试题B (答案)一、填空(60分)1、低频、大功率、大尺寸基阵、信号处理技术 (4分)2、主动式声纳、被动式声纳 (2分)3、 ()2SL TL TS NL DI DT -+--=,()SL TL NL DI DT ---=(2分)4、声源级、接收机的检测阈、工作频率、脉冲宽度、信号形式、接收机动态范围、基阵大小、基阵灵敏度等(任意3个) (3分) 5、物理盲区、几何盲区、尾部盲区、脉冲宽度盲区和混响盲区等(任意4个)。
(4分) 6、时间函数、频谱函数、模糊函数 (3分) 7、0T T(), t [-,]22f t f kt =+∈ (1分) 8、多卜勒频移、正、负 (3分) 9、高于 (1分) 10、工作频率、信号时间宽度、信号的带宽 (3分)11、20T T exp[(2)] , t [-,]22A j f t kt ππ+∈、0T T (), t [-,]22f t f kt =+∈ (2分)12、0T T exp[2] , t [-,]22A j f t π∈、0T T(), t [-,]22f t f =∈ (2分)13、声系统方向性主瓣的宽度、指示器的类型、声系统转动装置的精度,以及声呐操作员的生理声学特性(任意4个)。
(4分) 14、最大值测向、相位法测向、振幅差值测向、正交相关测向(任意3个)。
(3分) 15、指向性。
(1分) 16、方向性、最窄的主瓣、最低的旁瓣、主旁瓣高度比 (4分) 17、指定主旁瓣比下的等旁瓣级 (1分)18、12dλ≤或2d λ≤(1分)19、()()()sin 21sin 2N R N ϕβθϕβ⎛⎫- ⎪⎝⎭=⎛⎫- ⎪⎝⎭(1分)20、4、5(2分)21、t R c=2(1分) 22、测时误差、声速误差 (2分) 23、12c τ,其中τ为脉宽(1分)24、线性调频测距、三角波调频测距、阶跃调频测距、双曲线调频测距(任意3个)(3分)25、多普勒测速、相关测速 (2分)26、02cos xv f cα (1分) 27、波形发生器(信号源)、多波束形成器、功率放大器、换能器、接收机,收发转换开关(任意3个) (3分)二、证明题(10分) 答:根据定义()()()-j2,e t s t s t dt ξχτξτ∞*π-∞=+⎰()()()-j2111,e t s t s t dt ξχτξτ∞*π-∞=+⎰又因为()()s t s t kt 12=ej π所以()()()()22-j 21,e j k t j kt t s t es t e dt πτπξχτξτ∞*+π-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎰ (2分)()()()22-j2e j k t j kt t s t s t e edt πτπξτ∞-+*π-∞=+⎰()()222j kt j k j ts t s t edt πτπτπξτ∞*----∞=+⎰ (2分)()()()22j k tj k s t s t edt e πτξπττ∞-+*--∞=+⋅⎰(2分) ()()()22j k tj k s t s t e dt eπτξπττ∞-+*--∞=+⋅⎰ (2分)()()()()2,j k ts t s t edt k πτξτχττξ∞-+*-∞=+=+⎰(2分)三、计算题(15分)答:可以看作是三级复合阵,第一级:1 1 ,为2元阵 (2分)因此第一级的归一化指向性为()()()()()()1sin /2sin cos /2sin /22sin /2N R N ϕϕθϕϕϕ===(2分) 第二级:1 1 ,为2元阵 (2分)因此第二级的归一化指向性为()()()()()()2sin /2sin cos /2sin /22sin /2N R N ϕϕθϕϕϕ===(2分)第5页 共6页第6页 共 6页第三级:1 1 1 1 1 1 ,为6元阵 (2分)因此第三级的归一化指向性为()()()()()3sin /2sin 3sin /26sin /2N R N ϕϕθϕϕ==(2分) 所以总的归一化自然指向性为: ()()()()()()()123s i n 3()c o s /2c o s /26s i n /2D R R R ϕθθθθϕϕϕ=⨯⨯=⋅⋅ (3分)四、计算题(15分) 答:(1)①单波束测量时的误差为:221d xf x x∆=-- (3分)因此相对误差为:22cos (2)()11d df x x v x x x x c f α∆=-==-- (3分)②前后向波束测量时的误差为:2441d xf x x ∆=-- (3分) 因此相对测量误差为:222244cos (4)()()11d df x x v x x x x c f α∆=-==-- (3分) (2)①当30α=,15/v m s =时,的单波束相对误差值为:ddf f ∆=0.5% (1.5分) ②当30α=,15/v m s =时,的前后波束相对误差值为:ddf f ∆=0.0025% (1.5分)。
声音的产生和传播一、单选题1.如图所示的四个声现象中,哪两个可以用相同的声学知识解释()A. 甲和乙B. 丙和丁C. 乙和丙D. 甲和丁2.如图所示是小明探究“看”到自己的声音的实验。
把两个纸杯底部用细棉线连接起来,固定其中一个纸杯,在纸杯口处蒙上胶膜,膜上粘一片小平面镜。
拉紧棉线,将一固定的激光笔发出的光照射在平面镜上,小明对另一纸杯说话(不接触纸杯),会看到墙上反射的光点在晃动。
则下列说法正确的是( )A. 光点的晃动是由于激光笔晃动引起的B. 晃动该实验说明声音能传递能量C. 两个纸杯间声音的传播主要是通过空气实现的D. 在月球上做该实验也能看到光点的3.在相同的温度下,声音在下列物质中的传播速度由大到小排列的顺序是( )A. 空气、水、铜B. 铜、空气、水C. 水、铜、空气D. 铜、水、空气4.如图所示,在一个水槽底部有一个透明密封玻璃罩,其中放有一个音乐闹钟。
当闹钟开始闹铃时。
往水槽内加水直到浸没玻璃罩,此时( )A. 看见闹钟振动,听不到音乐B. 看见闹钟振动,听到音乐C. 看不到闹钟振动,听不到音乐D. 看不到闹钟振动,听到音乐5.小明晚上在睡觉时,将机械式手表放在枕头下,他的耳朵在枕头上能比在空气中更清晰地听到手表秒针走动时的“嘀嗒”声,这个现象说明( )A. 只有固体才能传声B. 声音在固体中传声比空气中慢C. 固体传播声音效果比空气好D. 声音在固体中传播时音调比在空气中高6.如图所示,兰兰做有关声现象的实验时,将一个正在发声的音叉触及面颊,目的是验证( )A. 真空不能传播声音B. 声音能通过固体传播C. 发声的物体在振动D. 声音传播是否需要时间7.2025年我国将实现宇航员登月计划,在月球上漫步的宇航员须借助无线电通讯设备才能进行交谈,其原因是( )A. 月球上真空不能传声B. 月球上只能传递超声波C. 月球上声音传播速度快D. 月球上宇航员的声带无法振动发声8.如图所示,8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,仔细调节水的高度,敲击它们,就可以发出“1.2.3.4.5.6.7. ”的声音来;而用嘴吹每个瓶子的上端,可以发出哨声。
专题一声学和光学1声现象中考命题动态分析声学重点考查的内容为声音的产生和传播、声音的特性、噪声的控制,主要以选择题、填空题、实验题的题型出现,在中考试卷分数值占2%左右.从命题的载体来看,中考命题更加重视物理知识与科学、技术、社会的联系,也可能以开放性、探究性的实验题出现.中考复习大纲导航1.知道声音是由物体的振动产生的,振动停止,发声也停止.2.知道声音在介质中以波的形式传播,不同介质中的声速不同,真空中不能传声.3.知道人耳的构造及听声过程,了解传导性耳聋的一些处理办法,认识双耳效应.4.了解音调、响度、音色是声音的三个特征.5.知道噪声的危害及控制方法.6.认识声在科学技术中的利用.中考复习要点精讲考点1 声音的产生与传播1.声音的产生:声音是由物体的振动产生的,振动停止,发声也停止.2.声音的传播:(1)声音的传播需要物质(介质),真空中不能传声.(2)在介质中声音是以波的形式传播的.(3)声音在介质中的传播需要时间,不同介质中声音每秒钟传播的距离(声速)不同.声速还跟介质的温度有关,15℃时空气中的声速为340m/s.一般来说,声音在气体中传播得最慢,液体中较快,固体中最快.3.人耳是怎样听到声音的:(1)人耳的构造如图所示.(2)人耳的听声过程:外界传来的声波被耳廓收集,沿着耳道传到鼓膜上引起鼓膜的振动,这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,人就听到了声音.人耳听到声音的条件:①声源在振动发声;②有传播声音的介质;③听觉器官完好;④在人耳的听觉范围内.(3)听觉障碍(耳聋)的处理:①传导性耳聋:可戴助听器(利用骨传导).②神经性耳聋:指内耳听觉神经\,大脑的听觉中枢发生病变,而引起听力丧失,无法用戴助听器的方法来听到声音.(4)双耳效应和立体声:①双耳效应:声源到两只耳朵的距离一般不同,所以声传到两只耳的时刻、强弱及其他特征不同.依据这些差异,人就可以判断声源的方位,这就是双耳效应.②立体声:人耳听到从不同方位传来的声音是立体声.立体声收录机上放的音乐是舞台上的情境通过两个扬声器播放的再现,这就是双声道立体声.规律总结:1.在研究真空不能传声实验时,由于操作过程中,不可能把玻璃罩内的空气完全抽出,因此只能通过声音的逐渐变小来推断真空不能传播声音,这种研究物理问题的方法叫实验推理法.2.回声测距的原理s=1/2v声t,t为从发声到接收到回声的时间.3.声音是由物体的振动产生的,但物体振动,人不一定能听到声音.易错提示:振动停止,发声一定停止,由于之前振动产生的声音仍在继续传播,故还能听到声音,并不是振动停止,我们立即就听不到声音.易错提示:并不是所有的音乐声都是乐音,从环保的角度看,凡是妨碍了人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音都属于噪声,因此音乐声有时也可能成为噪声.2光学思想方法:播时,利用光线反映光的本质,间接地研究光的传播,研究起来更方便、更形象,这种研究问题的方法叫模型法.规律总结:无论是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律.特别提醒:在利用光的反射定律作图时,要特别重视法线的作用,过入射点正确作出法线(虚线),根据反射角等于入射角作出反射光线.中考复习要点精讲考点3 平面镜成像1.平面镜成像特点:(1)平面镜成的是正立等大的虚像;(2)像和物体到镜面的距离相等;(3)像与物体的连线关于镜面垂直.平面镜成像特点概括为:物体在平面镜中成等大、正立的虚像.像与物体关于镜面对称,像的大小与物体到镜面的距离无关.2.平面镜成像的原理:人眼是根据光沿直线传播进入眼球的经验来判断物体的位置的,人眼逆着反射光线的方向向镜内看去,觉得光线好像是从两条反射光线反向延长的交点S′处射来的,如图所示.镜后面实际并不存在发光点S′,S′也不是反射光线的交点,而是反射光线反向延长线的交点,所以是虚像.发光体(或反射光的物体)是由许多点组成的,每个点在镜中都有一个对应的像点,这些像点就组成了物体在平面镜中所成的像.3.球面镜:(1)凹面镜:凹面镜简称凹镜,对光线有会聚作用.射向凹镜的平行光线经凹镜反射后会聚于一点,这一点叫做凹面镜的焦点.应用为太阳灶、太阳能焊接机等.由于光路是可逆的,从凹面镜的焦点发出的光经凹面镜反射后平行射出.应用于汽车头灯和手电筒灯碗.(2)凸面镜:凸面镜简称凸镜,对光线有发散作用,凸镜成缩小的像,能扩大视野,如汽车后视镜、马路拐弯处的交通镜等都是凸镜.考点4 光的折射1.光的折射现象:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射.2.光的折射规律:光从空气射入水、玻璃等透明物质中时,折射光线向靠近法线方向偏折;光从水、玻璃等透明物质射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折.3.折射使眼睛受骗:光从一种介质斜射入另一种介质发生折射时,会发生一些与光的折射有关的现象,如池水看起来比实际的浅,插入水中的筷子看起来向上弯折,从水下看岸边的灯变高等.考点5 光的色散1.色散现象:太阳光通过棱镜后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,在白屏上就形成一条彩色光带,它表明白光是由各种色光混合而成的.2.色光的三原色:红、绿、蓝三种单色光混合能产生各种色彩,把红、绿、蓝三色光叫做光的三原色.3.光谱:棱镜将太阳光分解成的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,按该顺序排列起来就是光谱.4.红外线:在光谱上红光以外的部分.一切物体都在发射红外线,物体的温度越高,辐射出的红外线越多.物体在辐射红外线的同时,也在吸收红外线.5.紫外线:在光谱上位于可见光紫光之外,人眼看不见.高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线,如汞等气体放电和日光灯发出的光中也含有紫外线.紫外线的主要特性是:化学作用强,很容易使照相底片感光;生理作用强,能杀菌;具有荧光效应,用于防伪等.规律总结:1.色光三原色:红、绿、蓝.2.颜料三原色:品红、黄、青.3.物体的颜色:(1)透明物体的颜色由透过它的色光决定.(2)不透明物体的颜色是由它反射的色光决定.(3)白色物体反射所有色光,黑色物体吸收所有色光.中考复习要点精讲2.透镜考点1 透镜1.透镜分类:(1)凸透镜:不同镜片的中间和边缘的厚薄不一样,中间厚边缘薄,叫做凸透镜.(2)凹透镜:中间薄边缘厚,叫做凹透镜.2.常见的透镜:不仅近视眼镜、远视眼镜是透镜,透镜还是组成照相机、投影仪、显微镜、电影放映机等光学仪器的重要元件.一滴水也相当于一个凸透镜.3.透镜的主光轴和光心:透镜的主光轴和光心是研究透镜时常用的两个科学术语,如图所示.4.透镜对光线的作用:(1)凸透镜:凸透镜有会聚光线的作用,又叫会聚透镜.凸透镜能使平行于主光轴的平行光会聚于主光轴上的一点,这个点叫做焦点.焦点到光心的距离叫做焦距.每个凸透镜都有两个实焦点.根据光路可逆,从凸透镜焦点射出的光线经凸透镜后平行射出.(2)凹透镜:凹透镜有发散光线的作用,又叫发散透镜.平行于主光轴的光线折射后发散,反向延长线过虚焦点,它的可逆光路是射向虚焦点的光线,折射后平行于主光轴.考点2 生活中的透镜1.照相机原理:当物距大于2倍焦距时,物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立、缩小的实像.2.投影仪原理:把物体放在1倍焦距和2倍焦距之间时,凸透镜能成倒立、放大的实像.幻灯机与投影仪的成像原理相同.3.放大镜原理:当物体位于1倍焦距以内时,凸透镜成正立、放大虚像.4.实像和虚像:实像是指从物体发出的光线,经过光具后实际的光线在空间相交所成的像,是由真实的光会聚而成的明亮区域,是真实存在的,可以显现在光屏上.虚像是从物体发出的光线经过光具后,实际光线变得发散,这些发散光线的反向延长线相交于一点,人们根据光沿直线传播的经验逆着光的传播方向寻找和判断光从何处射过来,觉得这些光线是从它们的反向延长线的交点发出的.由于虚像不是实际光线会聚而成,因此只能用眼睛观察到,而不能在光屏上显现出来.特别提醒:(1)每个凸透镜的焦距是一定的.凸透镜的焦距越短,折光能力越强.(2)凸透镜表面的凸起程度决定了其焦距的长短.凸透镜表面越凸,焦距越短,折光能力越强.中考复习要点精讲考点3探究凸透镜成像规律上述规律可用口诀记忆:“焦点内外分虚实,二倍焦距分大小,实像分居两侧倒,虚像位于同侧正”,“物近像远像变大;物远像近像变小”.考点4 眼睛和眼镜1.近视眼特征:如图(1)甲所示:由于晶状体太厚,折光作用过强,来自远处物体的光会聚于视网膜前,使人看不清远处的物体.2.近视眼矫正:在光进入眼睛之前,先经过凹透镜进行发散,再经眼睛会聚,就能使来自远处物体的光会聚于视网膜上,如图(1)乙所示,从而看清物体,即近视眼的人戴凹透镜进行矫正.图(1)3.远视眼特征:老年人的睫状体对晶状体的调节能力减弱,当人看近处的物体时,晶状体过扁,折光能力弱,像会聚于视网膜后,使人看不清近处的物体,这就是远视眼,如图(2)甲所示.4.远视眼矫正:由于凸透镜对光有会聚作用,来自近处物体的光线经凸透镜会聚一些后,再经过眼睛会聚于视网膜上,如图(2)乙所示,即远视眼的人应戴凸透镜进行矫正.图(2)考点5 显微镜和望远镜1.显微镜:(1)显微镜的结构:主要有物镜、目镜、反光镜、载物片等.物镜、目镜是两个焦距不同的凸透镜,物镜成倒立、放大的实像,目镜成正立、放大的虚像.(2)显微镜的原理:先通过物镜使物体成一放大的实像,然后再用目镜把这个实像再一次放大,就能看清很微小的物体了.2.望远镜:(1)望远镜的原理:利用凸透镜使远处的物体成一缩小的实像,这个实像再经过另一凸透镜放大,就能看清楚较远处的物体.(2)望远镜的结构:望远镜主要由物镜和目镜组成.规律总结:(1)显微镜的物镜和目镜都相当于凸透镜,物镜相当于投影仪,目镜相当于放大镜.显微镜的目镜焦距较大,物镜焦距较小,相对应的是目镜放大倍数较小,物镜放大倍数较大,而显微镜的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积,因此,显微镜能将物体放大很多倍.(2)显微镜观察到的像与物相比:像为倒立、放大的虚像,像与物左右、上下颠倒.因此,为了使被观察物体的像在视野的中央,移动物体时,物体移动的方向与像移动的方向相反.中考复习要点精讲(3)我们看到的物体大小与视角的关系:我们看物体时,它对我们的眼睛所成的视角越大,我们看见物体就越大;反之我们看见物体就越小.3.探索宇宙:(1)宇宙是无边无际的.(2)地球及其他一切天体都是由物质组成的,物质处于不停地运动和发展中.(如图所示)布置作业教师引导学生完成对应练习,并有针对性地讲解.选讲内容:光学综合中考专题综合应用一、光学内综合1.光现象的拼盘:将光现象拼在一起进行考查,是考查光现象的一种常用做法,目的是让学生能正确识别光的不同现象及产生的原因.如将光的直线传播,光的反射,光的折射,光的色散,透镜对平行光的作用,凸透镜成像,眼睛及矫正等放在一个题中进行考查.2.影和像的区别:将影和像综合在一起进行考查,充分揭示影子和像的区别.如影子的形成,小孔成像,平面镜成像,凸透镜成像,眼睛成像,显微镜和望远镜成像等,放在一个题中进行考查.3.光学元件对光的作用:将各种光学元件对光的作用综合在一起进行考查.如平面镜能反射改变光的传播路线,凸面镜能将平行光发散,凹面镜对平行光有会聚,三棱镜能折射改变光的传播方向,凸透镜对平行光有会聚作用,凹透镜对平行光有发散作用等放在一个题中进行考查.4.各种像的区别:将各种光学元件成不同的像综合在一起进行考查,如平面镜能成正立等大的虚像,光发生折射时成的像与物体的位置发生变化,凸透镜在u>2f时成倒立缩小的实像,在f<u<2f时成倒立放大的实像,在u<f时成正立放大的虚像.5.各种光及颜色:将不同的光及物体颜色综合在一起进行考查,如白光(太阳光),红外线,紫外线,各种色光.二、声学和光学与其他专题的综合1.声音的传播与光(电磁波)的传播:(1)声音的传播需要介质,光(电磁波)的传播不需要介质.(2)光的反射定律和光的折射规律,可应用在声音的传播中.2.声污染:噪声是一种污染,它会影响人们正常的工作、学习和休息.3.声与运动:声音的传播路程、时间的计算,用速度公式v=s/t计算.4.光能传播能量:太阳能是一种新型能源,取之不尽,清洁无污染.规律总结:视角的大小取决于物体的大小和物体到眼睛的距离.物体越大或离眼睛越近视角就越大.。
培训教材-1声学的基本知识2音质第一篇:培训教材-1声学的基本知识2音质一声学的基本知识1.声波是自然界中的一种波,它的产生、传播以及所遵从的规律完全可以用波动理论进行描述,要了解声波,必须懂得有关波的基本知识。
振动的传播称为波动或简称为波。
激发波动的振动系统称为波源。
通常波动可分为两大类:一类是机械振动在媒质中的传播,称机械波。
例如:水波、声波都是机械波,地震波也是机械波。
另一类是变化电场和变化磁场在空间的传播,称为电磁波。
例如:无线电波、光波、X 射线、丫射线都属电磁波。
前者与后者在本质上不同,前者传播需要介质,后者则不需要.但两者都有波动的共同特征。
例如:具有一定的传播速度,且伴随着能量的传播,都都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
下面在讨论声波时,以机械波的表述作为基础。
机械波分为两种:一种是横波,机械振动方向与波的传播方向相垂直。
另一种为纵波,机械振动方向与波的传播方向相平行。
声波是机械波中的纵波。
它的传播速度:在空气中-约340米/秒;在金属中-约4000米/秒。
声波作为一种波,遵从波的一些基本规律,其中有声波反射定律、声波折射定律、声波叠加原理、声波干涉现象、声波驻波的形成、声波的绕射现象、声波的吸收、声强的平方反比定律等。
除声波的折射定律外,其他几种规律在扩声中常常会遇到。
了解和运用这些规律,对解决扩声中存在的问题极为重要。
声波在空气介质中传播,若碰到另一介质(比如墙面),则会在这种介质表面产生反射,其反射情况遵从反射定律,反射定律是:入射声线、反射声线、法线(在入射点作垂直该表面的垂直线)在同一平面上;入射声线、反射声线分居法线的两侧;入射角(入射声线与法线的夹角)等于反射角(反射声线与法线的夹角)。
根据声波反射定律,在室内扩声时,如果天花板或墙穑面为凹面,会产生声聚焦现象,使声场(声强)分布不均匀,在聚焦点附近放置传声器最容易出现声反馈,引起啸叫声,如图所示。
如果天花板或墙面形成凸面,则会将反射声扩散开来,使室内声场分布趋于均匀,有利于室内各座位上的音要求,如图所示。
声学中的声强与声级在我们的日常生活中,声音无处不在。
从清晨鸟儿的鸣叫到夜晚车辆的喧嚣,从悠扬的音乐到嘈杂的施工现场,声音以各种形式和强度影响着我们的生活。
而在声学这一领域中,声强和声级是两个非常重要的概念,它们帮助我们理解和描述声音的特性和能量。
首先,让我们来了解一下声强。
声强,简单来说,就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量。
想象一下,声音就像是一股流动的能量,声强就是测量这股能量流动的速率。
声强的单位是瓦特每平方米(W/m²)。
要更深入地理解声强,我们可以通过一个简单的例子来解释。
假设我们有一个扬声器,它向周围的空间发出声音。
在离扬声器不同距离的地方,我们感受到的声音强度是不同的。
距离越近,声强就越大,因为相同的声能量在较小的面积上传播;距离越远,声强则越小,因为声能量被分散到了更大的面积上。
声强的大小与声源的功率、声波的传播距离以及传播介质的特性都有关系。
声源的功率越大,产生的声强通常也就越大。
而在传播过程中,声音会因为介质的吸收、散射等原因而逐渐减弱,导致声强降低。
接下来,我们再谈谈声级。
声级是对声强的一种对数度量,它更符合人类对声音强弱的感知。
为什么要用对数来度量呢?这是因为人类的听觉系统对声音强度的感知不是线性的,而是近似于对数关系。
声级的单位是分贝(dB)。
在声学中,通常将一个基准声强(I₀)定义为 10⁻¹² W/m²,然后将其他声强(I)与这个基准声强进行比较,计算出声级(L)的大小,公式为:L = 10 log₁₀(I / I₀)。
比如说,如果一个声音的声强是基准声强的 10 倍,那么它的声级就是 10 dB;如果声强是基准声强的 100 倍,声级就是 20 dB;声强是基准声强的 1000 倍,声级就是 30 dB,以此类推。
通过声级的表示,我们能够更方便地描述和比较不同强度的声音。
在日常生活中,我们可以用声级来衡量各种环境中的声音。
声学计算公式大全1
声学计算公式大全1
1.声波传播公式:
声源到接收点的声压级计算公式:
Lp = 20log10(p/p0)
声源到接收点的声功率计算公式:
Lw = 10log10(w/w0)
2.声能公式:
声音能量的计算公式:
E=pV/γ
其中,E为声音能量,p为声压,V为声音波在介质中的体积,γ为介质的比热容比。
3.声压级公式:
声压级的计算公式:
Lp = 20log10(p/p0)
其中,Lp为声压级,p为声压,p0为参考声压级(一般取2×10^-5Pa)。
4.声速公式:
声速的计算公式:
c=λf
其中,c为声速,λ为声波的波长,f为声波的频率。
5.等级声压级公式:
等级声压级的计算公式:
Lw = 10log10(I/I0)
其中,Lw为等级声压级,I为声功率,I0为参考声功率。
6.波长公式:
声波的波长计算公式:
λ=c/f
其中,λ为声波的波长,c为声速,f为声波的频率。
7.声阻抗公式:
声阻抗计算公式:
Z=ρc
其中,Z为声阻抗,ρ为介质的密度,c为声速。
8.反射系数公式:
反射系数的计算公式:
R=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)
其中,R为反射系数,Z1为入射介质的声阻抗,Z2为反射介质的声阻抗。
以上仅是声学计算公式中的一部分,根据具体的声学问题,还可以使用更多的公式进行计算。
在实际应用中,根据具体问题的要求,选择合适的公式进行计算。
模块一声学第1讲声现象命题点1声音的特性1.(2017·云南)弹奏前调整琴弦的松紧程度,可以改变琴声的__音调__;根据乐器发声的__音色__,可以听出是在演奏什么乐器.(填“响度”“音调”或“音色”)2.(2017·昆明)清晨,一觉醒来听到窗外各种鸟儿欢快的鸣叫,有经验的人能够从这些声音中分辨出雄鸡、喜鹊、画眉……的叫声,这是根据声音的__音色__进行辨别的;雄鸡的叫声能够传得比较远,这是它声音的__响度__比较大的缘故.3.(2017·曲靖)电子琴能模仿手风琴的声音,它主要是模仿手风琴的__音色__;演奏时按下不同的琴键,主要是为了改变声音的__音调__.(填“音调”“响度”或“音色”).4.(2016·云南)我国南方大部分地区现处于雷雨天气,为防止受雷击__应避免__(填“应避免”或“不须避免”)在空旷处打伞行走.下雨时,天空中传来震耳的雷声,雷声的大小用__响度__(填“音调”“响度”或“音色”)来描述.命题点2声现象综合5.(2016·云南)下列说法正确的是(B)A.矫正近视眼应戴凸透镜B.水烧开时冒出大量“白气”是液化现象C.地震时产生的次声波不是振动产生的D.把手机调为静音是在人耳处减弱噪声6.(2018·云南)云南是著名的茶马古道的源头,赶马人喜欢在马的脖子上系个铃铛,当马帮在山间行走时,叮叮当当的铃声传出山外,故有“山间铃响马帮来”的美谈.铃声是铃芯击打铃壳使其__振动__而发声;人们是根据声音的__音色__来辨别出铃声而不是其他物体发出的声音.7.(2018·曲靖)电视节目《非遗公开课》上口技表演者模仿各种鸟鸣声,他主要是模仿各种学习资料汇编学 习 资 料 汇编鸟鸣声的__音色__,表演者的声音通过__空气__传入现场观众的耳朵.8.(2018·昆明)流星绝大部分位于70~120千米的高空,因此只见闪光,不闻声响.那么流星划过天空时究竟有无声音呢?你的判断是__有__(填“有”或“无”).9.(2015·昆明)打电话时,我们仅凭声音就可判断对方是谁,这是通过声音的__音色__进行判断的;从手机中听到对方的声音,是由于手机的喇叭__振动__产生的.10.(2014·云南)声音是由物体__振动__产生的.噪声会影响人们的工作和生活,因此控制噪声十分重要.公路两旁的隔音墙是在__传播途中__(填“声源处”“传播途中”或“人耳处”)减弱噪声.11.(2014·昆明)经常看中央电视台“新闻联播”节目的观众,只需听声音就知道是谁在播音,这是根据声音的__音色__进行判断的;大多数人能听到的声音的频率范围是__20__Hz ~20 000 Hz ;靠近居民区的高速公路两旁一般都安装有隔音墙,这是在声音__传播过程中__减弱噪声.声音的产生与传播1.(2018·山西)如图所示,号称“天下第一鼓”的山西威风锣队正在表演.当队员用手按住正在发声的鼓面时,鼓声就消失了,其主要原因是(C)A .手不能传播声音B .手吸收了声波C .手使鼓面停止了振动D .手把声音反射回去了2.月球的周围是真空,在月球上的宇航员面对面交谈要借助无线电通信设备.这说明声音的传播需要__介质__,又说明__真空__不能传播声音.声音的特性3.(2017·威海)在公共场所“轻声”说话是文明的表现,在课堂上“大声”回答问题才能让老师和同学们都能听清楚,这里的“轻声”和“大声”是指声音的(B)A.音调B.响度C.音色D.声速4.(2018·聊城)在观看音乐会时,小明同学因为近视无法看清是哪位艺术家在演奏,但他能区分钢琴和二胡的声音,这是根据声音的__音色__来判断的.5.(2017·安徽)在音乐中,中音C调“1(do)”的频率是262 Hz,D调“1(do)”的频率是294 Hz,由此可知D调“1”比C调“1”的__音调__(填声音的三要素)高.声音的利用6.海上发生风暴时会产生次声波,次声波在空气和海水中传播的速度比风暴移动的速度大.次声波接收处理设备就是利用这一特点提前感知,预报海上风暴,从而为渔业、航海等服务.下列说法正确的是(B)A.次声波不能传递信息B.次声波是由物体振动产生的C.次声波在海水中比空气中传播慢D.次声波的频率太高,人耳听不见噪声的危害与控制7.(2018·桂林)小超被广场舞的音乐声吵醒后很不开心,对他来说,广场舞的音乐声属于__噪声__(填“噪声”或“乐音”).为避免干扰,他戴上了耳罩,这是在__人耳处__减弱噪声.学习资料汇编学 习 资 料 汇编重难点 声音特性的理解及辨析判断下列说法主要描述的是声音的音调的是__③__;描述响度的是__①②⑤⑥⑧⑨⑪⑫__;描述音色的是__④⑦⑩__.①声音的“大”“小”;②引吭高歌;③高音声部、低音声部;④闻其声知其人;⑤震耳欲聋;⑥低声细语;⑦模仿别人声音;⑧调整收音机的音量;⑨喊话时用喇叭;⑩声纹锁;⑪声如洪钟;⑫雷声大作.【变式训练】 (2018·东营)东营市是吕剧发源地.吕剧常见的伴奏乐器有坠琴、扬琴、二胡等.观众可以根据乐器发出声音的__音色__不同,分辨出是哪种乐器;琴师调节琴弦的松紧是为了改变声音的__音调__.(填“音调”“响度”或“音色”)破解易错题(2018·眉山)如图所示,在A 、B 、C 、D ,4个相同的玻璃瓶中,装入不同高度的水,则(B)A .敲打D 瓶发出的声音传播得最快B .用嘴依次吹瓶口,A 的音调最高C .用筷子依次敲打瓶口,B 的音调最高D .瓶周围有没有空气,瓶发出的声音都能直接传入人耳练本考点1声音的产生与传播1.(2018·恩施)如下图实验中,是为了探究声音产生的原因的是(B)①②③④A.①② B.②③C.②④ D.③④2.(2018·曲靖二模)端午节赛龙舟时,龙舟上发出的阵阵鼓声是由于鼓面的__振动__产生的;鼓声通过__空气__传到观众处.3.声音在15 ℃的空气中传播速度为__340__ m/s.登上月球的宇航员只能靠无线电设备交谈,是因为__真空__不能传声.考点2声音的特性4.(2018·上海)男高音女高音是指声音的(A)A.音调 B.响度C.音色 D.以上均不正确5.(2018·攀枝花)在2018年《歌手2》的总决赛中,来自美国的歌手JessieJ获得了冠军,当她在台上与帮唱嘉宾李玟一起高歌时,她们两人声音最大的不同是(C)A.音调 B.响度C.音色 D.声速6.(2018· ·天津)生活中常用“引吭高歌”“低声细语”来形容声音.这里的“高”“低”学习资料汇编是指声音的(A)A.响度 B.音调C.音色 D.频率7.(2018·广州)吉他上的弦绷紧时发声的音调比不绷紧时高,则绷紧的弦发声比不绷紧时(D)A.振幅一定更大B.振幅一定更小C.振动频率一定更低D.每秒内振动次数一定更多8.(2018·昆明五华区一模)“我是歌手”的比赛现场,吉他手弹奏电吉他时,不断改变手指在琴弦上的位置,是为了改变声音的__音调__.9.手机是现代最常用的通信工具,人们在不同场合需要选择不同的音量,改变的是手机声音的__响度__;接听电话时能辨别不同的人,是因为不同人说话声音的__音色__不同.考点3声的利用、噪声的防治10.(2018·黑龙江)下列声现象中能说明声音传递能量的是(A)A.烛焰晃动B.钢尺振动C.蝙蝠靠超声波发现昆虫D.倒车雷达11.(2018·襄阳)噪声是严重影响我们生活的污染之一.下列措施中属于在产生环节控制噪声的是(B)学习资料汇编A.在学校周围植树B.学校附近禁止汽车鸣笛C.教室安装隔音玻璃D.在靠近学校的道路旁安装隔声板12.(2018·吉林)小明正在家里学习,窗外传来吉他声,他关上窗户,这是在__传播过程中__控制噪声;吉他声是由琴弦的__振动__产生的.13.(2018·德州)如图为木制玩具青蛙刮鼓,用木棒在青蛙背上摩擦,就会发出类似青蛙的叫声,有时还能引起周围青蛙的附和共鸣.下列说法正确的是(B)A.青蛙刮鼓发出的声音是由木棒振动产生的B.模拟青蛙的叫声是指音色相近C.青蛙刮鼓发出的声音一定是噪声D.能引起周围青蛙的附和共鸣说明声音能传递能量14.(2018·乐山)下列有关声现象的说法正确的是(C)A.声音在真空中传播速度最快B.汽车安装的倒车雷达是利用电磁波工作的C.利用超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质D.声源的振幅越大,音调越高15.(2018·武汉)如图所示,在筷子上捆一些棉花,做一个活塞,用水蘸湿棉花后插入两端开口的竹管中,用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨音.上下推拉活塞.并用相同的力吹管的上端学习资料汇编学 习 资 料 汇编时,下列说法错误的是(C)A .哨音是由管内空气振动产生的B .哨音是通过空气传到别人耳朵中的C .向上推活塞时,吹出的哨音响度会变大D .向下拉活塞时.吹出的哨音音调会变低16.(2018·安徽)如图所示,8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,仔细调节水的高度,敲击它们,就可以发出“1,2,3,4,5,6,7,1”的声音来;而用嘴吹每个瓶子的上端,可以发出哨声.则下列说法正确的是(C)A .敲击瓶子时,声音只是由瓶本身的振动产生的B .敲击瓶子时,声音只是由瓶中水柱的振动产生的C .用嘴吹气时,哨声是由瓶中空气柱振动产生的D .用嘴吹气时,哨声是由瓶中水柱的振动产生的17.(2018·江西)英语考试时,考生听到的英语听力材料声音是通过__空气__传播到人耳中;为了不影响考试,要求监考老师尽量不要走动发出声音,这是从__声源__处减弱噪声.18.(2018·恩施)我们班文艺委员的歌声很像某位歌星,这是指他们的__音色__(填“音调”“音色”或“响度”)相近.但是她有时也在自习课上唱歌,此时她“美妙”的歌声属于__噪音__(填“乐音”“噪音”).19.(2018·山西)小亮同学利用课余时间,创作了一部科幻小小说——《太空漫游记》.小说中有这样的描写:小明和小亮驾驶“女娲号”飞船漫游在太空,突然听到空中传来“隆隆”的雷声,之后又看见闪电四射.哇!太空真美啊!请你从物理学的角度,指出这段文字中的一处科学性错误及判断依据.错误之处:__听到空中传来的雷声__;判断依据:__真空不能传声__.20.在飞机失事搜寻过程中,搜救舰船在定位和测量海深时都要用到超声测位仪(如图所示),它是利用声音可以在__液体__中传播来工作的.若海水的深度是6.75 km,声音在海水中的传播速度是1 500 m/s,则测位仪发出信号后需经过__9__秒才能接收到信号.亲爱的同学:这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获,我们一直投给你信任的目光……学习资料汇编。
初中物理声学知识点声音,是我们生活中无处不在的一部分。
从清晨鸟儿的啼鸣,到课堂上老师的讲课声,从悠扬的音乐旋律,到嘈杂的街头噪音,声音以各种各样的形式存在于我们的周围。
那么,在初中物理中,声学都有哪些重要的知识点呢?让我们一起来探索。
首先,我们要了解声音的产生。
声音是由物体的振动产生的。
比如,我们弹吉他时,琴弦的振动会产生声音;击鼓时,鼓面的振动会发出声响。
但要注意,振动的物体不一定都能发声,只有当振动频率在人耳能听到的范围内(20Hz 20000Hz)时,我们才能听到声音。
声音的传播也有其特点。
声音的传播需要介质,可以是固体、液体或者气体。
在真空中,声音是无法传播的。
这就是为什么宇航员在太空中需要通过无线电通讯,而不能直接对话。
而且,声音在不同介质中的传播速度也不一样。
一般来说,声音在固体中传播速度最快,液体次之,气体中最慢。
例如,在常温下,声音在空气中的传播速度约为 340 米/秒,而在钢铁中,能达到 5000 多米每秒。
声音的特性主要包括音调、响度和音色。
音调指的是声音的高低,它由物体振动的频率决定。
频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
像女高音歌唱家能唱出很高的音调,就是因为她们发声时声带振动的频率快。
响度则表示声音的强弱,它跟物体振动的幅度有关。
振动幅度越大,响度越大;振动幅度越小,响度越小。
敲鼓时,用力越大,鼓面振动幅度越大,响度也就越大。
音色是我们能够区分不同发声体的重要依据,不同的发声体由于材料和结构的不同,发出声音的音色也就不同。
即使是演奏同一首曲子,钢琴和小提琴的声音听起来也截然不同,这就是音色的差异。
我们再来说说噪音。
从物理学的角度看,噪音是指发声体做无规则振动时发出的声音。
但从环保的角度来说,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪音。
为了减少噪音的危害,我们采取了很多措施,比如在城市道路两旁设置隔音墙,在工厂里使用隔音设备,在房间里安装吸音材料等。
第二章 声现象S8-02知识点3.响度:人耳感受到的声音的大小。
响度跟发生体的振幅和距发声距离的远近有关。
物体在振动时,偏离原来位置的最大距离叫振幅。
振幅越大响度越大。
增大响度的主要方法是:减小声音的发散。
⑴ 声音是由物体的振动产生的 ⑵ 声音的大小跟发声体的振幅有关。
4. 音色:由物体本身决定。
人们根据音色能够辨别乐器或区分人。
5.区分乐音三要素:闻声知人——依据不同人的音色来判定;高声大叫——指响度;高音歌唱家——指音调。
第三节 噪声的危害及控制1. 物理学角度看,噪声是指发声体做无规则的杂乱无章的振动发出的声音2. 减弱噪声的方法:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。
第四节 超声波1. 一般只有在 20~20000Hz 范围内的声音才能引起人的听觉; 高于20000Hz 的声波称为超声波;而低于20Hz 的声波叫做 次声波 。
2.声波的传播伴随着能量的传播《声现象》问题梳理1.产生声音和听到声音的区别。
物体只要振动就一定能够产生声音,但是这个声音,人不一定能够听到。
主要可能的原因有:(1)此声音属次声波或超声波;(2)此声音响度太弱或人距发声体太远;(3)没有传声的介质;(4)非正常的听觉。
2.产生回声和听到回声是否是一回事情?产生回声的条件很简单,只要有障碍物就存在回声。
但是,有回声时我们不一定能够听到。
由于人耳只能区分相隔0.1s 以上时间的两个声音,所以当回声返回的时间不到0.1s 时,人就无法听到回声,回声和原声混合在一起,使原声加强。
3.音调和响度的区别。
这是两个容易混淆的概念:音调指声音的高低,也就是日常生活中所说的声音的粗细,它是由声源振动的频率决定的;而响度是指声音强弱,也就是日常生活中所说的声音的大小,它是由声源振动的幅度决定的,响度越大具有的声能越多。
4.超声波在水中传播速度比次声波快吗?声音的传播速度是由传声的介质决定的,跟声波的频率无关,即在同一种传声介质中,超声波、次声波和可听见的声它们的传播速度都是一样的。