声学基础

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。

声学基础知识声学是研究声音的产生、传播和接收的学科，它是物理学的一个重要分支，也与工程学、心理学等学科密切相关。

声音是一种机械波，是由介质中分子的振动引起的。

在日常生活中，我们所接触的声音与我们的情绪、心理状态有很大关联，而在工业、医学、通信等领域，声学也扮演着重要的角色。

本文将从声音的产生、传播和接收三个方面介绍声学的基础知识。

一、声音的产生声音是由物体振动引起的，当物体振动产生的机械波传播到我们的耳朵时，我们才能感知到声音。

声音的产生主要有以下几种方式：1. 自由振动：当一个物体自由地振动时，会在周围介质中产生声音。

例如，乐器弦线振动时产生的声音。

2. 强迫振动：当一个物体被外力作用迫使振动时，也会产生声音。

例如，乐器的音箱被演奏者的手和腮帮振动时产生的声音。

3. 空气振动：当空气被物体振动时，会通过空气分子的碰撞传播声音。

例如，人的嗓子发出的声音就是通过空气的振动传播出去的。

二、声音的传播声音是通过介质传播的，常见的传播介质有空气、水和固体。

声音传播的速度与介质的性质相关，例如，在空气中，声音传播的速度约为每秒343米。

声音传播的基本过程可以分为以下几个步骤：1. 振动：声音是由物体的振动引起的，当物体振动时，会在介质中产生声波。

2. 压缩与稀疏：振动的物体使介质中的分子产生交替的压缩和稀疏，形成纵波传播。

3. 传播：声波以纵波的形式沿介质传播，当声波到达物体后，物体的分子也会被振动，进而再次产生声波。

4. 接收：当声波达到接收器（如耳朵），通过耳膜、骨骼、耳腔等组织，被转化为神经信号，我们才能感知到声音。

三、声音的接收声音的接收是指我们如何感知和理解传播过程中产生的声音信号。

人类具有复杂而精细的听觉系统，能够感知各种不同频率和振幅的声音。

1. 听觉器官：人类的听觉器官包括外耳、中耳和内耳。

外耳通过外耳道将声音引入中耳，中耳通过鼓膜和听小骨（听骨链）将声波传递给内耳。

内耳中的耳蜗含有感音神经，能够将声波转化为神经信号。

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。

一.声音基础知识二.手机电声器件基本参数三.手机音腔设计四.音腔设计常见问题及解决办法五.音频设计的一般规则S h e n g L o n g C o n f i d e n ti a1.声音是什么？声音是一种因为物体振动而产生的弹性纵波，它能通过空气.水.钢铁等媒质传播S h e n g Lo n gC o nf i d en t i a音量（Volume ):声音振幅大小（Amplitude),通常表示的单位dB （Decibel 的缩写）它是以正常人听1000Hz 频率之纯音，所能听到的最弱声音，其音压为0.0002微巴（u bar)当作0dB 。

音调（Pitch ）：声音频率（Frequency)高低，单位CPPS （Cycle Per Second)。

音色（Tone):是由声音的谐波（Harmonic Wave)造成，即由声波的频谱和波形决定，但究竟哪些谐波组成的声波，会造成人所受感受的特色，以及特色如何？不能作实质存在的说明，也无法去衡量，完全由人心里感受，凭经验去体会，是个人相当主观的见解声音三要素中的音调与音量，是声波的频率与振幅，由人感受后的结果，由其实质的存在，也有确实的衡量标准，而人也可由人身的组织，作较为客观的认识，像这种由人的生理，予以客观认识的声音，称为“生理之音”，而音色在声波而言如上述（音色）内容，是心里感受所引发的想象，这种感觉往往会左右人的情绪，心里感受越深，音色越清晰，感受越浅，音色越模糊，这种感受的声音称之为“生理之音”.虽然那些谐波怎样组成声波，会造成人所感受的特色，以及特色如何？建议可在喇叭之总谐音失真（Total Harmonic Distortion)中得到失真愈小其音色表现愈真实S h e n g L o n g C o n f i d e n ti a对于空气的声速有C(t℃)≈331.6+0.6t; 波长λ=C/fC ∝（E/ρ）½4.多普勒效应:当一辆火车以速度V从远处驶近，音调会变高，反之，音调变低，为什么？C（+V）= λ* f(+△f )5.人耳可听到的频率和响度范围：20Hz~20kHz , 0.00002Pa~200Pa （0dB~140dB) ,人耳听到的声音的响度不是与声压值，而是以声压的对数值成线性关系，参考附图.当声音相差10dB时，人耳感觉响度差一倍。

声学基础知识点总结1. 声波的产生声波是由振动的物体产生的，当物体振动时，会产生压缩和稀疏的波动，这些波动以一定速度在介质中传播，就形成了声波。

声波的产生需要具备两个条件：振动源和传播介质。

一般来说，声波的振动源可以是任何物体，包括人类的声带、乐器的琴弦、机器的发动机等，而传播介质主要是固体、液体和气体。

声波在不同的介质中传播速度不同，气体中的声速最慢，固体中的声速最快。

2. 声波的传播声波的传播包括两种方式：纵波和横波。

纵波是指波动方向与传播方向相同的波动，即介质中的分子以与波动方向相同的方式振动。

在气体和液体中，声波主要是纵波。

横波是指波动方向与传播方向垂直的波动，即介质中的分子以与波动方向垂直的方式振动。

在固体中，声波主要是横波。

3. 声波的特性声波具有一些特性，包括频率、振幅和波长。

频率是指单位时间内声波振动的次数，单位是赫兹（Hz），通常用来表示声音的高低音调。

振幅是指声波振动的幅度，通常用来表示声音的大小。

波长是指声波在介质中传播一个完整周期所需要的距离，与频率和传播速度有关。

4. 声音的产生声音是由声波在空气中传播而形成的，但在声音产生的过程中，还需要经过声带的振动、共鸣腔的放大和嘴唇、舌头等器官的调节。

声带位于声音道中部分，当呼吸进入声音道时，声带会振动产生声波，不同的振动频率会形成不同的音调。

共鸣腔是指声音道中的空腔部分，不同的共鸣腔大小和形状会影响声音的音色。

嘴唇、舌头等器官的调节会改变声音的音调和音色，从而产生不同的语音。

5. 声波的接受人类的听觉系统能够接受声波并将其转化为神经信号传递给大脑，从而形成对声音的感知。

耳朵是人类的听觉器官，主要包括外耳、中耳和内耳。

外耳是声音的接收器，能够接受来自外界的声波并将其传递给中耳。

中耳是声音的传导器，能够将声波转化为机械波并传递给内耳。

内耳是声音的感受器，能够将机械波转化为神经信号，并传递给大脑进行处理。

6. 声波的用途声波在日常生活中有着广泛的应用，包括声音通讯、声波测量、声波成像等方面。

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。

声学基础原理
1. 声音的产生
声音的产生是由于物体的振动。

当物体振动时，它会在周围介质中产生压力变化，进而引起介质分子的运动。

这种压力变化会以波的形式传播，形成声波。

2. 声波的传播
声波是机械波，需要介质来进行传播。

在空气中，声波通过使空气分子沿波的传播方向振动来传导能量。

声波可以在固体、液体和气体中传播，但不会在真空中传播，因为真空中没有介质分子来传递能量。

3. 声音的特性
声音有几个主要的特性，包括频率、振幅和波长。

- 频率：声音的频率是指声波振动的次数。

频率越高，声音越
高音调。

- 振幅：声音的振幅是指声波的最大压力变化。

振幅越大，声
音越大。

- 波长：声音的波长是指声波一个完整振动周期所占据的距离。

较短的波长意味着高频率的声音。

4. 声音的应用
声音在各个领域中都有广泛的应用。

- 通信：声音是一种重要的通信媒介，例如电话、对讲机和语
音传输系统。

- 音乐：声音是音乐的基础，通过不同频率和振幅的声音可以
创造出各种音乐效果。

- 医学：声音在医学诊断和治疗中有重要作用，例如听诊器用
于听取患者的心脏和肺部声音。

5. 声学研究领域
声学研究涵盖了多个子领域，包括乐理声学、环境声学、建筑声学等。

这些领域对于理解声音的产生、传播和影响有着重要的贡献。

以上是声学基础原理的简要概述。

声学作为一个学科，涉及到许多复杂的概念和现象，进一步了解这些原理将有助于我们更好地理解声音和应用声学知识。

噪声产生原因空气动力噪声由气体振动而产生。

气体压力产生突变，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，由于液体内部摩擦、液体及管壁摩擦、或者流体冲击，会引起流体和管壁振动，并引起噪声。

电磁噪声各种电器设备，由于交变电磁力作用，引起铁芯和绕组线圈振动，引起噪声通常叫做交流声。

燃烧噪声燃料燃烧时，向周围空气介质传递了热量，使它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）。

可听声波频率为20～20000,高于20属超声波，低于20属次声波。

点声源附近声波为球面波，离声源足够远处声波视为平面波，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声速及媒质材料和环境有关：空气中，c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 ()在水中声速约为1500 t —摄氏温度传播方向上单位长度波长数，等于波长倒数，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相对于整个媒质振动速度。

声波传播不是把质点传走而是把它振动能量传走。

声场有声波存在区域称为声场。

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媒质中，边界影响可忽略不计声场称为自由场。

在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。

消声室是人为自由场，是由吸声材料和吸声结构做成密闭空间，静谧无风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。

人为设计混响室是典型扩散场。

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。