声学基础知识

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。

声学基本知识声学基本知识一、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。

声学基本知识和专业名词作为一个操作音响的人员连最基本的声学知识都不了解，他将无法真正操作好音响设备，连一些专业名词无法理解，他不是一个合格的音响操作人员。

一、声音的物理特性（一）声音的直线传播特性1、声音的产生：声音是由物体振动引起空气的波动，传到耳膜，经过听觉神经听到声音。

声源：发生声音的振动源叫作声源。

声波：由声源引起媒质的振动形成声波。

声场：声波传播的空间叫作声场。

声音在空气中是以一疏一密的纵波传播的。

为什么叫“纵波”，因为它进行方向和传播方向一致2、声速与波长声波在单位时间内传播的距离称为声速，常用符号“C”表示，单位是米/秒（M/S）。

一般来说声速只和传播媒质及其状态有关，在标准大气压下和温度为20°C时，空气中的声速为344米/秒；15°C 时为340米/秒，工程计算一般取344米/秒（因为温度和湿度对声速影响比较大，温度每增加1°C，声速增加2英尺）。

如果声波在水中传播，声速约为1485米/秒，在海水中1500米/秒，在木材中为3320米/秒，在钢材中则为5000米/秒。

声速在室内声学设计和扩声技术中应用很多，一般以毫秒计算，即千分之一秒，1S/1000，简写MS。

声波振动一周所传播的距离为波长，常用符号“λ”表示，单位是米（M）。

声波的波长与声速和频率的关早期反射声都控制在50MS以内，在常温下50MS 所传播的距离为340M 0.05=17M，要记牢这个数值，它是一个界限，50MS以内的早期反射声，有助于加强直达声。

超过50MS的反射声会影响清晰度。

系如下：λ=C/f f为频率由此可见，相同条件下，频率越高，波长越短。

例如，常温空气中，频率为20HZ声波的波长为17.20米，频率为5千赫的声波波长为0.0688米。

3、反射、折射和透射声音在传播过程中，遇到墙壁等障碍物时，一部分声波在分界面处将改变传播方向返回到原来的媒质中去，而另一部分声波则以新的传播方向进入到新的媒质中去，并在新的媒质中继续向前传播。

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。

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。

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。