第八讲 与声学有关的交叉学科
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量子声学的原理与应用引言:量子声学是声学和量子力学的交叉学科,它研究的是声波与量子系统之间的相互作用。
量子声学的发展为我们提供了一种全新的方法来研究和控制声波,同时也为量子信息科学和量子计算提供了新的可能性。
本文将介绍量子声学的基本原理以及其在通信、传感和信息处理等领域的应用。
一、量子声学的基本原理量子声学的基本原理建立在量子力学的基础上,它研究的是声波与量子系统之间的相互作用。
声波是一种机械波,它的传播需要介质的存在,而量子系统则是由微观粒子组成的。
量子声学的研究对象包括单个声子、声子的态密度和声子的操控等。
1. 单个声子的研究在量子声学中,我们可以通过操控单个声子来实现声波的精确控制。
通过将声波与量子系统进行耦合,我们可以将声波的能量转化为量子系统的激发态,从而实现声波的传输、存储和处理。
2. 声子的态密度声子的态密度是指单位频率范围内的声子数目。
在量子声学中,我们可以通过调节声子的态密度来实现声波的调制和解调。
通过控制声子的态密度分布,我们可以实现声波的频率选择性传输和滤波。
3. 声子的操控声子的操控是指通过外界的控制手段来改变声子的状态。
在量子声学中,我们可以通过操控声子的态密度、频率和相位等参数来实现声波的操控。
通过精确地控制声子的操纵,我们可以实现声波的干涉、调制和放大等操作。
二、量子声学的应用量子声学的研究不仅仅是为了满足科学探索的需求,它还具有广泛的应用前景。
以下将介绍量子声学在通信、传感和信息处理等领域的应用。
1. 量子通信量子通信是指利用量子力学的原理来实现信息的传输和处理。
量子声学作为量子通信的一个重要分支,可以实现高速、安全和高容量的通信。
通过利用量子声学的原理,我们可以实现量子态的传输和量子密钥分发等操作,从而实现信息的加密和解密。
2. 量子传感量子传感是指利用量子力学的原理来实现高灵敏度和高精度的传感器。
量子声学作为量子传感的一种手段,可以实现对声波的高精度测量和探测。
声学工程技术研究进展声学工程技术是一门涉及声波传播、声学信号处理、噪声控制等等多个领域的交叉学科。
近年来,随着科技的不断发展,人们对于声学工程技术的需求也日益增加,声学工程技术研究也在持续深入。
声波传播声波传播是声学技术的基础,并且广泛应用于日常生活中,比如手机通讯、音响播放等等。
近年来,声波传播技术在医学领域、水下通讯等领域得到了广泛的应用,并取得了显著的进展。
例如,在医学领域,声波传播技术得到了广泛应用,如超声诊断、超声手术等,尤其是在乳腺癌的早期诊断中,越来越多地采用了超声波监测技术。
而在水下通讯领域,声波传播技术也成为了通讯的主要手段。
声学信号处理声学信号处理是指将声音信号转化为数字信号,进行相应的数字信号处理后,再将处理后的信号转换成音频信号的技术。
它在现代通讯、无线电视广播、语音识别、医学图像处理、声音压缩等领域得到广泛应用。
最近,深度学习技术的兴起,为声学信号处理技术的发展带来了革命性的变化。
深度学习在声学信号处理领域的应用,不仅提高了信号处理的精度,还缩短了处理时间,为未来声学技术的发展提供了很大的推动力。
噪声控制随着现代城市和工业的快速发展,噪声污染已经成为了人类生活的一大困扰。
因此,噪声控制的研究成为了声学工程技术不可或缺的一部分。
噪声控制技术主要分为被动消噪和主动消噪两种方式。
被动消噪是通过创造隔音墙和隔音窗等措施,以限制声波的传播和反射,并从根本上消除噪声。
而主动消噪是通过在噪声源处放置一个其他相反的声源,使两者相消,以消除噪声。
未来发展随着声学工程技术的不断发展,我们可以预见到,未来会有更多的技术被应用到生产与生活中。
特别是随着物联网的诞生,更多的设备会运用到声学技术中。
比如,家庭智能语音助手,这是一个新兴的应用领域,它通过将语音技术和物联网进行结合,让家居环境更加舒适和便捷。
总结声学工程技术的发展始终在为我们的生产和生活带来便利与舒适。
从声波传播到声学信号处理和噪声控制,再到未来的发展方向,声学工程技术无疑是一个不可或缺的学科。
语音识别与机器进行语音交流,让机器明白你说什么,这是人们长期以来梦寐以求的事情。
语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。
语音识别技术主要包括特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术三个方面。
任务分类和应用根据识别的对象不同,语音识别任务大体可分为3类,即孤立词识别(isolated word recognition),关键词识别(或称关键词检出,keyword spotting)和连续语音识别。
其中,孤立词识别的任务是识别事先已知的孤立的词,如“开机”、“关机”等;连续语音识别的任务则是识别任意的连续语音,如一个句子或一段话;连续语音流中的关键词检测针对的是连续语音,但它并不识别全部文字,而只是检测已知的若干关键词在何处出现,如在一段话中检测“计算机”、“世界”这两个词。
根据针对的发音人,可以把语音识别技术分为特定人语音识别和非特定人语音识别,前者只能识别一个或几个人的语音,而后者则可以被任何人使用。
显然,非特定人语音识别系统更符合实际需要,但它要比针对特定人的识别困难得多。
另外,根据语音设备和通道,可以分为桌面(PC)语音识别、电话语音识别和嵌入式设备(手机、PDA等)语音识别。
不同的采集通道会使人的发音的声学特性发生变形,因此需要构造各自的识别系统。
语音识别的应用领域非常广泛,常见的应用系统有:语音输入系统,相对于键盘输入方法,它更符合人的日常习惯,也更自然、更高效;语音控制系统,即用语音来控制设备的运行,相对于手动控制来说更加快捷、方便,可以用在诸如工业控制、语音拨号系统、智能家电、声控智能玩具等许多领域;智能对话查询系统,根据客户的语音进行操作,为用户提供自然、友好的数据库检索服务,例如家庭服务、宾馆服务、旅行社服务系统、订票系统、医疗服务、银行服务、股票查询服务等等。
语音识别方法语音识别方法主要是模式匹配法。
在训练阶段,用户将词汇表中的每一词依次说一遍,并且将其特征矢量作为模板存入模板库。
声学专业介绍声学专业是一门研究声音、声波及其在物质中传播、变化和应用的学科。
声学作为一门跨学科的领域,涉及了物理学、工程学、心理学等多个学科的知识。
本文将介绍声学专业的学科内容、就业前景以及专业发展趋势。
学科内容声学专业主要研究声音的产生、传播、接收和应用。
学科内容包括:•声波传播与传感技术:研究声波在空气、固体和液体等不同介质中的传播规律,以及声波传感器的设计与制造。
•声学信号处理:研究声音信号的捕捉、分析和处理方法,包括噪声抑制、声音合成和信号编码等技术。
•声学建模与模拟:利用计算机模拟方法,对声场分布、声功率和声学特性进行建模分析。
•人类听觉与心理声学:研究人类听觉系统对声音的感知和认知过程,以及声音对人的心理和生理影响。
•声学工程与音频技术:应用声学原理和技术开发各种声音设备和音频系统,如音乐设备、车载音响和会议室音频设备等。
声学专业的学科内容涵盖了声音和声波在物质中的传播规律、人类听觉以及声音的应用技术等方面。
就业前景声学专业毕业生具备扎实的物理学和工程学知识,掌握声波传播和信号处理的基础理论和技术,具备良好的实验和计算能力。
声学专业毕业生可以在以下领域找到就业机会:•声学研究机构:从事声学基础研究和工程应用研究的科研机构是声学专业毕业生的主要就业方向。
他们可以参与声学仪器设备的研发、声学实验的设计与实施,以及声学原理和技术的创新应用等工作。
•声学工程公司:声学工程公司为建筑、交通、环境等领域提供声学设计和咨询服务。
毕业生可以从事噪声控制、音频系统设计和音频设备的研发等工作。
•音频制作与广播电视公司:毕业生可以从事音频制作、后期处理、音频设备维护等工作。
他们可以参与电影录音、音乐制作、广播电视节目制作等相关领域的工作。
•声学仪器设备制造公司:从事声学仪器设备的生产、销售和技术支持等工作。
随着科技的不断发展,声学专业的应用领域也在不断扩大。
毕业生还可以在汽车行业、航空航天领域、医学、通信等领域找到岗位。
声学的应用现状和发展趋势声学是研究声波传播、声音产生、声音感知和声音处理的学科。
声学的应用范围非常广泛,涉及到多个领域,包括音乐、语音通信、医学、环境保护、建筑设计等。
本文将从应用现状和发展趋势两个方面对声学的相关问题进行回答。
1. 应用现状声学在音乐领域的应用现状:声学在音乐领域的应用非常广泛。
例如,音乐家和音频工程师使用声学原理来设计和调整音响系统,以提供更好的音质和音场效果。
此外,声学也被应用于音乐教育中,帮助学生更好地理解声音的产生和感知过程。
声学在语音通信领域的应用现状:语音通信是声学的重要应用领域之一。
例如,电话系统、语音识别技术和语音合成技术都是基于声学原理来实现的。
此外,声学也被广泛应用于无线通信中的降噪和增强语音质量的领域。
声学在医学领域的应用现状:声学在医学领域也有重要的应用。
例如,医生使用声学技术来诊断和治疗听力问题、语言障碍和其他语音相关的疾病。
此外,声学在医学成像技术中也发挥着重要作用,如超声波成像和声学显微镜等。
声学在环境保护领域的应用现状:声学在环境保护领域的应用主要集中在噪声控制方面。
例如,声学工程师通过减少噪音污染来改善城市环境和工作场所的舒适度。
此外,声学也被用于研究海洋生物和动物的声音沟通方式,以保护海洋生态环境。
声学在建筑设计领域的应用现状:声学在建筑设计中起着重要作用,用于提供舒适的室内环境。
声学工程师考虑建筑物的声学特性,以减少噪音传播、提高音质和控制回声。
此外,声学还被用于设计音乐厅、剧院和会议室等特殊用途的建筑。
2. 发展趋势声学的发展趋势主要包括以下几个方面:声学传感器和设备的发展:随着技术的不断进步,声学传感器和设备的性能不断提高,尺寸不断缩小。
这将为声学应用提供更多可能性,例如更小型化的耳机、更精准的声音识别和高质量的音频设备。
声学与人工智能的结合:人工智能技术的快速发展将与声学技术相结合,实现更智能化的声学应用。
例如,基于深度学习的语音识别技术能够更准确地识别和理解人类语音,为语音通信和语音控制领域带来更大的便利。
第八章声学前沿8.1 概述声学差不多是近代科学中最早发展的分支,伽利略1638年发表的《两个新科学的讲话》中仔细讨论了物体的振动,对音调与频率的关系、振动的弦长与音调的关系,以及和声与频率比的关系等都有生动的讨论。
半个世纪后,牛顿提出恒温声速的理论。
17到19三世纪中的重要数学家和物理学家几乎都研究过声学问题,把经典物理声学发展到成熟的阶段,最后由瑞利以1000页的两卷《声学理论》做了总结,这部书直到100年后的今年仍在售卖。
从20世纪初开始,声学主要以外延的形式发展,与其它科学技术分支结合,建立了大量的边缘学科,声学学科图给出了一个大概的概念。
这个图是1972年著名声学家林赛画的,当时计算技术、环境科学、空间科学等还没有像现在这样发达,这个图肯定是不完全的。
但即使如此,声学的外延也是很可观。
当然,物理声学还是继续发展。
到本世纪下半叶,物理声学又大大发展了,这是因为在各分支学科中,不少问题如不对其中声波和振动基本特性和作用确切了解,就不能对该问题真正理解和进一步深入。
所以在20世纪中,声学经过了发散和收敛过程,一些分支学科或其一部分已发展为工程技术,直接为生产服务,不少部分则向基础深入发展。
现在主要讨论这些部分。
1. 物理声学。
振动和声波的基本特性和效应是声学各个分支共同的基础,包括线性声学、非线性声学、振动理论。
许多应用都涉及声波的辐射压力、声流和空化作用。
声源的辐射和障碍物的散射是突出的问题。
声学的研究继续发展。
物理声学占声学研究论文的五分之一强。
2. 声学信号处理。
信号处理在电子学中是成熟的技术,用在声学中非常重要,几乎声学各个分支中都有信号处理问题。
最多的问题是空—时信号的处理方法,如水声信号、超声信号、语言信号、有源控制信号、环境声学信号、地声信号等,都须要处理,以了解或应用其有关物理过程。
此外信号显示、图样识别、学习机、自适应处理、声学反问题、声学层析术、声全息处理等都非常重要。
3. 声学海洋学(海洋声学)。
音乐与声学大学物理中的声波音乐与声学:大学物理中的声波引言音乐作为一种艺术形式,在我们的生活中扮演着重要的角色。
然而,很少有人意识到音乐与声学的紧密联系,以及它与大学物理中的声波之间的关系。
本文将探讨音乐如何与声学相互作用,并解释声波是如何在大学物理中被研究的。
音乐与声学的关系音乐是一种通过声音的组织和传播来表达情感和想法的艺术形式。
声学则是研究声音的产生、传播和接收的学科。
它们之间的关系在于音乐的表现依赖于声波的特性。
声波是一种通过分子间的振动传播的机械波,它们在空气、固体或液体中传播。
音乐中的声波音乐由不同频率和振幅的声波组成。
不同的频率产生不同的音调,而不同的振幅则产生不同的音量。
音乐家通过调整声波的频率和振幅,创造出丰富多样的音乐效果和情感表达。
声波的特性也在音乐演奏中起着至关重要的作用。
例如,弦乐器的演奏需要正确调整弦的张力和长度,以产生所需的音调。
管乐器则通过改变管道长度或气流的速度来改变音调。
这些调整都是基于声波传播的物理原理。
大学物理中的声波研究声波作为一种物理现象,也是大学物理中的重要研究对象。
声波的传播速度、频率和波长等参数是物理学家研究的重要内容之一。
例如,物理学家通过研究声波的传播速度,可以推导出空气中的声速。
这对于了解声波传播和空气中的声音传播机制非常重要。
通过对声波频率和波长的研究,物理学家可以更深入地了解声波的性质和特点。
此外,大学物理中的声波研究还涉及声音的声压级和共振现象等内容。
声压级是指声波对于人耳的感知强度,而共振则是声波与固体体系或空气柱中特定频率的相互作用现象。
结论音乐和声学在我们的生活中紧密相连。
音乐通过声波的产生和传播来实现,而声学研究正是为了理解声波的特性和行为。
在大学物理中,声波是一个重要的研究对象,科学家通过研究声波的特性来揭示声音传播的原理和机制。
通过对音乐与声学的研究,我们可以更好地理解音乐是如何通过声波来表达情感和情绪的。
同时,我们也能够深入探索声波在大学物理中的重要性,以及它对于我们理解自然界的影响。
室内声学的研究方法有几何声学方法、统计声学方法和波动声学方法。
当室内几何尺寸比声波波长大得多时,可用几何声学方法研究早期反射声分布以加强直达声,提高声场的均匀性,避免音质缺陷;统计声学方法是从能量的角度,研究在连续声源激发下声能密度的增长、稳定和衰减过程 (即混响过程),并给混响时间以确切的定义,使主观评价标准和声学客观量结合起来,为室内声学设计提供科学依据;当室内几何尺寸与声波波长可比时,易出现共振现象,可用波动声学方法研究室内声的简正振动方式和产生条件,以提高小空间内声场的均匀性和频谱特性。
房间中从声源发出的声波能量,在传播过程中由于不断被壁面吸收而逐渐衰减。
声波在各方向来会反射,而又逐渐衰减的现象称为室内混响。
一般在房间中存在两种声,自声源直接到达接受点的声音叫直达声 ( Direct Sound ) ;而经过壁面一次或者多次反射后到达接受点的声音,听起来好像是直达声的延续叫做混响声 ( Reversable Sound ) 。
室内存在混响这是有界空间的一个重要声学特性,在无界空间中是不存在这一现象的。
当声源停止工作后室内混响中的规律是我们研究室内声学的一个重点。
我们用一个称为混响时间的量来描述室内声音衰减快慢的程度。
它的定义为:在扩散声场中,当声源停止后从初始的声压级降低 60dB (相当于平均声能密度降为 1/10 6 )所需的时间,用符号 T 60 来表示(也作 T R )图 1.16 T 60 定义图示按照混响时间的定义,我们得到:( 1-2-1 -1)如果室内平均吸声系数较小, <0.2,那么由于 ,上式可近似为:( 1-2-1 -2)该公式最早由美国声学家赛宾从实验获得,因此命名为赛宾公式。
图 1.17 根据塞宾公司绘得 T 60 随房间墙面材料平均吸声系数变化的曲线混响时间对人的听音效果有重要影响,它仍然是迄今为止描述室内音质的一个最为重要的参量,大量经验表明,过长的混响时间会使人感到声音“混浊”不清,使语言听音清晰度降低,甚至更本听不清;混响时间太短就有“沉寂”的感觉,声音听起来很不自然。
前言声学学科是物理学、电子学和计算机科学等多个学科的交叉研究,它在各种领域中都有着广泛的应用。
声学基础教学是具有重要意义的教育过程,它为声学领域的后续发展奠定了坚实的基础。
本文主要介绍声学基础教学的设计,以及教学内容、教学方法等方面的细节。
教学内容声学基础教学的核心内容是声波的基本原理和性质。
声波是由物体的振动产生的机械波,可以在各种介质中传播。
教学内容主要涉及以下内容:声波概述通过介绍声波的产生、传播和接收,让学生了解声波的基本特点和概念。
包括声波的振幅、波长、频率等基本概念的介绍,并通过实验和演示来加深学生对声波特性的理解。
声波的传播介绍声波在不同介质中的传播过程,包括声波在空气中、水中和固体中的特点。
为了更好地理解声波的传播过程,学生需要了解横波和纵波的概念,并且要求对横波和纵波的传播模式进行简单的比较。
声波的特性介绍声波在不同介质中的受阻、反射、导波等特性。
通过实验和演示,帮助学生直观地感受到声波特性的变化。
此外,还应该了解超声波、激光和雷达等高级声波技术的应用。
声学知识的应用将声学学科的知识与实际生活结合起来,介绍声学在各种应用领域中的应用。
包括声学在通讯、医疗、音乐、环保等领域中的应用,让学生明白声学对生活的重要性。
教学方法声学基础教学安排实验课程是必须的。
具体来说,可以通过以下方法来让学生更好地理解声学学科:实验教学法为了让学生直观地感受到声学特性,可以设计多种实验来模拟声波的传播、反射、导波等特性。
例如,可以通过悬挂弹性线圈和压电片等测量声波振幅、频率等参数,让学生亲自体验声波实现。
课堂讲解法声学学科涉及到大量的物理概念和公式,讲解是很重要的环节。
可以通过演示、图像等形式来辅助讲解,让学生更直观地理解声学概念。
小组讨论法为了激发学生对声学学科的兴趣,可以将学生分为小组进行讨论和交流。
引导学生针对具体的问题进行自由讨论,通过彼此的沟通和交流来加深对声学学科的理解和认识。
总结从声学学科的整体竞赛来看,声学基础教学的设计是非常重要的一个环节。
大学声学知识点总结一、声波的基本特性1. 声波的定义和特点声波是由物体振动产生的机械波,可以在各种介质中传播。
声波的传播受介质的性质影响,可以是固体、液体或气体。
2. 声波的频率和波长声波的频率是指声波振动的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。
声波的波长是声波在介质中传播一个完整波周期所需要的距离。
3. 声波的速度声波在不同介质中的传播速度不同,一般情况下在空气中的速度约为343米/秒。
声波的速度与介质的物理性质有关。
4. 声波的幅度和声压声波的幅度影响声音的大小,通常以分贝(dB)为单位来表示。
声波的声压是声波引起的气体压力变化,通常以帕斯卡(Pa)为单位。
二、声音的传播1. 声音的传播方式声音可以通过空气、水或固体传播,传播方式主要有远场传播和近场传播两种。
2. 声音的传播路径声音传播的路径包括直接传播、反射传播和绕射传播。
在不同环境中,声音的传播路径会发生改变。
3. 驻足波和行波声音传播时会形成驻足波和行波,行波是指声波的传播波动过程,而驻足波是指声波在固定位置上形成的波动。
三、声学原理1. 声源和声响声音产生的物体称为声源,声音在空间中的传播形成声响。
声源和声响的关系影响了声音的传播和接收。
2. 声音的特性声音具有频率、强度、音色和音高等特性,这些特性影响了声音的识别和分析。
3. 振动和声波声音是由物体的振动产生的声波,振动和声波的频率和幅度对声音的质量和响度有影响。
四、声音的接收和分析1. 声音接收器件常见的声音接收器件包括麦克风、声纳和耳朵等,它们可以将声音转换成电信号或神经信号。
2. 声学信号处理声学信号处理是将声音信号进行采集、分析和处理的过程,包括信号的滤波、压缩、识别和定位等操作。
3. 声学信息识别声音的频率、强度和音色等特性可以帮助人们识别声音的来源和含义,如语音识别和环境声音识别等。
五、声学应用1. 声学测量和监测声学可以用于测量和监测环境中的声音和振动,包括噪声、震动和声场等参数的检测。
音声相合,声声不息声学专业的魅力
殷宝友
【期刊名称】《大学指南》
【年(卷),期】2010(000)009
【摘要】声学,是研究声波的发生、传播、接收和效应的学科,由于声和我们的生活息息相关,所以声学研究应用十分广泛。
【总页数】3页(P37-39)
【作者】殷宝友
【作者单位】中国科学院声学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】J6-4
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音乐科学中的声学和心理学研究音乐科学是一个跨学科的领域,它涉及音乐、物理学、心理学、神经科学和计算机科学等多个学科。
声学和心理学是音乐科学中的两个重要研究方向。
一、声学研究声学是关于声音的物理学,它探究声音的产生、传播和感知等方面。
在音乐科学中,声学是一个非常重要的研究方向,因为音乐就是一种声音的艺术形式。
1. 声音的产生音乐中的声音主要是由乐器和人声产生的。
不同的乐器产生的声音有着不同的特点,这与乐器的结构和材料等因素有关。
例如,弦乐器的声音是由弦的振动产生的,这种振动受到弦的长度、材料、张力和弓的运动等因素的影响。
管乐器的声音是由气柱的共振产生的,这种共振受到管的长度、内径和口的大小等因素的影响。
人声的声音也受到多种因素的影响,包括声带的振动、口腔的共振和喉咙的调节等。
因此,不同的人声有着不同的音色和音质。
2. 声音的传播声音的传播是指声波在空气中传递的过程。
声波是由物体振动产生的机械波,它们在空气中传播时会引起空气分子的振动,最终被听觉系统感知为声音。
声波在传播过程中会遇到多种障碍和干扰,从而影响声音的传播质量。
例如,声音在经过墙壁、地板、天花板等障碍物时会发生反射、折射和散射等现象,从而影响声音的强度、清晰度和音质。
3. 声音的感知声音的感知是指人类的听觉系统如何感知声音的过程。
人类耳朵的听觉系统是一种非常复杂的系统,它包括外耳、中耳、内耳和听觉神经等部分。
这些部分共同协作,使得人们能够感知各种不同的声音,并从中获取所需信息。
人对声音的感知受到多种因素的影响,包括声音的强度、频率、时长和音色等。
不同的声音在人的听觉系统中被处理的方式也不同,这是人们理解音乐和语言等声音的基础。
二、心理学研究心理学是研究人的心理活动和行为的学科。
在音乐科学中,心理学是研究人对音乐的认知、情感和行为等方面的重要研究方向。
1. 音乐的认知音乐的认知是指人对音乐的认知过程。
这个过程涉及人对音乐元素(如旋律、节奏、和弦等)的感受和理解,以及把这些元素组合成为完整的音乐作品的能力。
声学专业发展现状引言声学是研究声波的产生、传播、检测和应用的学科,自从19世纪以来,随着科技的进步和应用需求的增加,声学专业得到了快速的发展。
本文将探讨声学专业的发展现状,包括学科发展、技术应用以及未来趋势。
学科发展声学作为一门学科领域,自20世纪以来逐渐形成了完整的理论体系和研究方法。
声学的基础理论主要包括声波的传播规律、声信号的特性分析和声学波场辐射等。
在应用方面,声学已经涉及到机械、物理、电子、计算机等多个学科领域。
同时,声学也在环境保护、医学、军事等领域发挥着重要作用。
近年来,随着互联网的快速发展,声学学科上出现了一些新的研究方向,例如网络声学、虚拟现实声学等。
这些新的研究方向为声学学科的进一步发展提供了新的机遇和挑战。
技术应用声学技术的应用领域广泛,涉及到日常生活、工业生产、医疗保健等多个领域。
以下是一些声学技术的应用示例:1.声音传输:语音通信、音乐播放等都是声音传输的应用,通过技术手段可以实现高质量的声音传输。
2.声波测距:声波测距技术可以在无需直接触碰的情况下测量距离,被广泛应用于超声波测距仪等设备中。
3.声波成像:声波成像技术可以生成物体的声波图像,被广泛应用于医学图像检测、工业无损检测等领域。
4.声纳探测:声纳技术可以通过对水中声波的探测来实现潜在目标的侦测,被广泛应用于海洋勘探、水下探测等领域。
5.声音分析:声音分析技术可以对声音进行频谱分析、语音识别等处理,被广泛应用于声音信号处理领域。
未来趋势声学作为一门学科已经取得了巨大的发展成果,但在未来仍然存在着一些挑战和机遇。
以下是声学专业发展的一些未来趋势:1.多学科交叉:声学是一个多学科交叉的领域,未来声学专业将更加注重与其他学科的交叉合作,例如与计算机科学、材料科学等学科的融合。
2.技术创新:随着科技的不断进步,声学技术也将不断创新。
例如,声学传感器、智能音箱等产品将会得到更好的发展和应用。
3.环境保护:声学在环境保护方面有着重要作用,未来将继续在环境噪音控制、声环境评价等方面发挥作用,为改善人们的生活环境贡献力量。
学科代码A01 数学A0101 数论A010101 解析数论A010102 代数数论A010103 数论应用A0102 代数学A010201 群及其表示A010202 李群与李代数A010203 代数群与量子群A010204 同调与K理论A010205 环与代数A010206 编码与密码A010207 代数几何A0103 几何学A010301 整体微分几何A010302 复几何与代数几何A010303 几何分析A0104 拓扑学A010401 代数拓扑与微分拓扑A010402 低维流形上的拓扑A010403 一般拓扑学A0105 函数论A010501 多复变函数论A010502 复动力系统A010503 单复变函数论A010504 调和分析与小波分析A010505 函数逼近论A0106 泛函分析A010601 非线性泛函分析A010602 算子理论与算子代数A010603 空间理论A0107 常微分方程与动力系统A010701 泛函微分方程A010702 定性理论与稳定性理论A010703 分支理论与混沌A010704 微分动力系统与哈密顿系统A010705 拓扑动力系统与遍历论A0108 偏微分方程A010801 几何、物理和力学中的偏微分方程A010802 非线性椭圆和非线性抛物方程A010803 混合型、退化型偏微分方程A010804 非线性发展方程和无穷维动力系统A0109 数学物理A010901 规范场论与超弦理论A010902 可积系统及其应用A0110 概率论与随机分析A011001 马氏过程与遍历论A011002 随机分析与随机过程A011003 随机微分方程A011004 极限理论A0111 数理统计A011101 抽样调查与试验设计A011102 时间序列与多元分析A011103 数据分析与统计计算A0112 运筹学A011201 线性与非线性规划A011202 组合最优化A011203 随机最优化A011204 可靠性理论A0113 控制论中的数学方法A011301 分布参数系统的控制理论A011302 随机系统的控制理论A0114 应用数学方法A011401 信息论A011402 经济数学与金融数学A011403 生物数学A011404 不确定性的数学理论A011405 分形论及应用A0115 数理逻辑和与计算机相关的数学A011501 数理逻辑A011502 公理集合论A011503 计算复杂性与符号计算A011504 机器证明A0116 组合数学A011601 组合设计A011602 图论A011603 代数组合与组合矩阵论A0117 计算数学与科学工程计算A011701 偏微分方程数值计算A011702 流体力学中的数值计算A011703 一般反问题的计算方法A011704 常微分方程数值计算A011705 数值代数A011706 数值逼近与计算几何A011707 谱方法及高精度数值方法A011708 有限元和边界元方法A011709 多重网格技术及区域分解A011710 自适应方法A011711 并行算法A02 力学A0201 力学中的基本问题和方法A020101 理性力学与力学中的数学方法A020102 物理力学A020103 力学中的反问题A0202 动力学与控制A020201 分析力学A020202 动力系统的分岔与混沌A020203 运动稳定性及其控制A020204 非线性振动及其控制A020205 多体系统动力学A020206 转子动力学A020207 弹道力学与飞行力学A020208 载运工具动力学及其控制A020209 多场耦合与智能结构动力学A0203 固体力学A020301 弹性力学与塑性力学A020302 损伤与断裂力学A020303 疲劳与可靠性A020304 本构关系A020305 复合材料力学A020306 智能材料与结构力学A020307 超常环境下材料和结构的力学行为A020308 微纳米力学A020309 接触、摩擦与磨损力学A020310 表面、界面与薄膜力学A020311 岩体力学和土力学A020312 结构力学与结构优化A020313 结构振动、噪声与控制A020314 流固耦合力学A020315 制造工艺力学A020316 实验固体力学A020317 计算固体力学A0204 流体力学A020401 湍流与流动稳定性A020402 水动力学A020403 空气动力学A020404 非平衡流与稀薄气体流动A020405 多相流与渗流A020406 非牛顿流与流变学A020407 流动噪声与气动声学A020408 流动控制和优化A020409 环境流体力学A020410 工业流体力学A020411 微重力流体力学A020412 交通流与颗粒流A020413 电磁与多场耦合流体力学A020414 实验流体力学A020415 计算流体力学A0205 生物力学A020501 组织与器官系统力学A020502 细胞、亚细胞、生物大分子力学A020503 仿生、生物材料与运动生物力学A0206 爆炸与冲击动力学A020601 爆炸力学A020602 冲击动力学A03 天文学A0301 宇宙学A030101 宇宙学模型和参数、早期宇宙A030102 宇宙结构的形成和演化及观测宇宙学A030103 宇宙暗物质和暗能量A0302 星系和类星体A030201 银河系A030202 星系形成、结构和演化A030203 星系相互作用和并合;活动星系核A0303 恒星与星际物质A030301 恒星结构和演化与恒星大气A030302 变星和激变变星、双星和多星系统A030303 恒星形成与早期演化、星际介质和星际分子A030304 晚期演化和致密天体及其相关高能过程A030305 太阳系外行星系统A0304 太阳和太阳系A030401 太阳磁场和太阳发电机A030402 太阳日冕物质抛射、耀斑、日珥和其他活动A030403 日震学和太阳内部结构;太阳黑子和太阳活动周期变化A030404 太阳系的起源和演化及太阳系中行星、卫星和其他小天体A030405 太阳爆发活动对日地空间天气的影响A0305 天体中基本物理过程的理论和实验A030501 天文中基本物理过程和天体辐射过程的理论和实验A030502 实验室天体物理A0306 天体测量和天文地球动力学A030601 天文参考系及星表A030602 相对论天体测量A030603 天文地球动力学及天体测量学的应用A030604 时间与频率A0307 天体力学和人造卫星动力学A030701 人造天体、太阳系小天体、行星系统和恒星系统动力学A030702 N体问题、非线性和相对论天体力学A0308 天文技术和方法A030801 光学、紫外和红外天文技术与方法A030802 射电、毫米波和亚毫米波天文技术与方法A030803 高能天体物理技术方法和空间天文技术与方法A030804 海量数据处理及数值模拟天文技术与方法A0309 中、西方天文学史A0310 天文学同其他学科的交叉A04 物理学IA0401 凝聚态物性I:结构、力学和热学性质A040101 固体结构和人工微结构A040102 软物质和液体的结构与性质A040103 凝聚态物质的力学、热学性质,相变和晶格动力学A040104 凝聚态物质的(非电子)输运性质A040105 薄膜和纳米结构的形成A040106 表面,薄膜和纳米结构的表征和分析A040107 表面、界面、介观系统、纳米系统的非电子性质A0402 凝聚态物性 II :电子结构、电学、磁学和光学性质A040201 块体材料的电子态A040202 强关联电子系统A040203 电子输运过程:电导、光电导、磁电导A040204 表面、界面和低维系统的电子结构及电学性质A040205 介观系统和人工微结构的电子结构、光学和电学性质A040206 超导电性A040207 磁有序系统A040208 低维、介观和人工微结构的磁性A040209 介电、压电、热电和铁电性质A040210 凝聚态物质的光学和波谱学、物质与粒子的相互作用和辐射A040211 极端条件下的凝聚态物理A040212 量子计算中的凝聚态物理问题A040213 软物质、有机和生物材料的电子结构和物理A040214 生命现象中的凝聚态物理问题A040215 凝聚态物理中的新效应及其他问题A0403 原子和分子物理A040301 原子和分子结构理论A040302 原子、分子、光子相互作用与光谱A040303 原子分子碰撞过程及相互作用A040304 大分子、团簇与特殊原子分子性质A040305 极端条件下的原子分子物理A040306 外场中的原子分子性质及其操控A040307 量子信息中的原子分子物理问题A040308 与原子、分子有关的其他物理问题A0404 光学A040401 光的传播和成像A040402 信息光学中的物理问题A040403 光源、光学器件和光学系统中的物理问题A040404 纤维光学和集成光学中的物理问题A040405 光与物质的相互作用A040406 超强、超快光物理A040407 微纳光学与光子学A040408 量子光学和量子信息A040409 非线性光学A040410 光学材料中物理问题及固体发光A040411 激光光谱学及高分辨高灵敏光谱方法A040412 X射线、红外、THz物理A040413 光学在生命科学中的应用A040414 与光学有关的其他物理问题和交叉学科A0405 声学A040501 线性与非线性声学A040502 水声和海洋声学及空气动力声学A040503 超声学、量子声学和声学效应A040504 噪声、噪声效应及其控制A040505 生理、心理声学和生物声学A040506 语言声学、乐声及声学信号处理A040507 声学换能器、声学测量方法和声学材料A040508 信息科学中的声学问题A040509 建筑声学与电声学A040510 与声学有关的其他物理问题和交叉学科A05 物理学IIA0501 基础物理学A050101 物理学中的数学问题与计算方法A050102 经典物理及其唯象学研究A050103 量子物理及其应用A050104 量子信息学A050105 统计物理学与复杂系统A050106 相对论、引力与宇宙学A0502 粒子物理学和场论A050201 场和粒子的一般理论及方法A050202 量子色动力学、强相互作用和强子物理A050203 电-弱相互作用及其唯象学A050204 非标准模型及其唯象学A050205 弦论、膜论及隐藏的空间维度A050206 非加速器粒子物理A050207 粒子天体物理和宇宙学A0503 核物理A050301 原子核结构与特性研究A050302 原子核高激发态、高自旋态和超形变A050303 核裂变、核聚变、核衰变A050304 重离子核物理A050305 放射性核束物理、超重元素合成及反应A050306 中高能核物理A050307 核天体物理A0504 核技术及其应用A050401 离子束与物质相互作用和辐照损伤A050402 离子束核分析技术A050403 核效应分析技术A050404 中子技术及其应用A050405 加速器质谱技术A050406 离子注入及离子束材料改性A050407 核技术在环境科学、地学和考古中的应用A050408 核技术在工、农业和医学中的应用A050409 新概念、新原理、新方法A0505 粒子物理与核物理实验方法与技术A050501 束流物理与加速器技术A050502 荷电粒子源、靶站和预加速装置A050503 束流传输和测量技术A050504 反应堆物理与技术A050505 散裂中子源相关技术A050506 探测技术和谱仪A050507 辐射剂量学和辐射防护A050508 实验数据获取与处理A050509 新原理、新方法、新技术、新应用A0506 等离子体物理A050601 等离子体中的基本过程与特性A050602 等离子体产生、加热与约束A050603 等离子体中的波与不稳定性A050604 等离子体中的非线性现象A050605 等离子体与物质相互作用A050606 等离子体诊断A050607 强粒子束与辐射源A050608 磁约束等离子体A050609 惯性约束等离子体A050610 低温等离子体及其应用A050611 空间和天体等离子体及特殊等离子体A0507 同步辐射技术及其应用A050701 同步辐射光源原理和技术A050702 自由电子激光原理和技术A050703 束线光学技术和实验方法B01 无机化学B0101 无机合成和制备化学B010101 合成与制备技术B010102 合成化学B0102 元素化学B010201 稀土化学B010202 主族元素化学B010203 过渡金属化学B010204 丰产元素与多酸化学B0103 配位化学B010301 固体配位化学B010302 溶液配位化学B010303 功能配合物化学B0104 生物无机化学B010401 金属蛋白(酶)化学B010402 生物微量元素化学B010403 细胞生物无机化学B010404 生物矿化及生物界面化学B0105 固体无机化学B010501 缺陷化学B010502 固相反应化学B010503 固体表面与界面化学B010504 固体结构化学B0106 物理无机化学B010601 无机化合物结构与性质B010602 理论无机化学B010603 无机光化学B010604 分子磁体B010605 无机反应热力学与动力学B0107 无机材料化学B010701 无机固体功能材料化学B010702 仿生材料化学B0108 分离化学B010801 萃取化学B010802 分离技术与方法B010803 无机膜化学与分离B0109 核放射化学B010901 核化学与核燃料化学B010902 放射性药物和标记化合物B010903 放射分析化学B010904 放射性废物处理和综合利用B0110 同位素化学B0111 无机纳米化学B0112 无机药物化学B0113 无机超分子化学B0114 有机金属化学B0115 原子簇化学B0116 应用无机化学B02 有机化学B0201 有机合成B020101 有机合成反应B020102 复杂化合物的设计与合成B020103 选择性有机反应B020104 催化与不对称反应B020105 组合合成B0202 金属有机化学B020201 金属络合物的合成与反应B020202 生物金属有机化学B020203 金属有机材料化学B0203 元素有机化学B020301 有机磷化学B020302 有机硅化学B020303 有机硼化学B020304 有机氟化学B0204 天然有机化学B020401 甾体及萜类化学B020402 中草药与植物化学B020403 海洋天然产物化学B020404 天然产物合成化学B020405 微生物与真菌化学B0205 物理有机化学B020501 活泼中间体化学B020502 有机光化学B020503 立体化学基础B020504 有机分子结构与反应活性B020505 理论与计算有机化学B020506 有机超分子与聚集体化学B020507 生物物理有机化学B0206 药物化学B020601 药物分子设计与合成B020602 药物构效关系B0207 化学生物学与生物有机化学B020701 多肽化学B020702 核酸化学B020703 蛋白质化学B020704 糖化学B020705 仿生模拟酶与酶化学B020706 生物催化与生物合成B0208 有机分析B020801 有机分析方法B020802 手性分离化学B020803 生物有机分析B0209 应用有机化学B020901 农用化学品化学B020902 食品化学B020903 香料与染料化学B0210 绿色有机化学B0211 有机分子功能材料化学B021101 功能有机分子的设计与合成B021102 功能有机分子的组装与性质B021103 生物有机功能材料B03 物理化学B0301 结构化学B030101 体相结构B030102 表面结构B030103 溶液结构B030104 动态结构B030105 光谱与波谱学B030106 纳米及介观结构B030107 方法与理论B0302 理论和计算化学B030201 量子化学B030202 化学统计力学B030203 化学动力学理论B030204 计算模拟方法与应用B0303 催化化学B030301 多相催化B030302 均相催化B030303 仿生催化B030304 光催化B030305 催化表征方法与技术B0304 化学动力学B030401 宏观动力学B030402 分子动态学B030403 超快动力学B030404 激发态化学B0305 胶体与界面化学B030501 表面活性剂B030502 分散体系与流变性能B030503 表面/界面吸附现象B030504 超细粉和颗粒B030505 分子组装与聚集体B030506 表面/界面表征技术B0306 电化学B030601 电极过程动力学B030602 腐蚀电化学B030603 材料电化学B030604 光电化学B030605 界面电化学B030606 电催化B030607 纳米电化学B030608 化学电源B0307 光化学和辐射化学B030701 超快光谱学B030702 材料光化学B030703 等离子体化学与应用B030704 辐射化学B030705 感光化学B030706 光化学与光物理过程B0308 热力学B030801 化学平衡与热力学参数B030802 溶液化学B030803 量热学B030804 复杂流体B030805 非平衡态热力学与耗散结构B030806 统计热力学B0309 生物物理化学B030901 结构生物物理化学B030902 生物光电化学与热力学B030903 生命过程动力学B030904 生物物理化学方法与技术B0310 化学信息学B031001 分子信息学B031002 化学反应和化学过程的信息学B031003 化学数据库B031004 分子信息处理中的算法B04 高分子科学B0401 高分子合成化学B040101 高分子设计与合成B040102 配位聚合与离子型聚合B040103 高分子光化学与辐射化学B040104 生物参与的聚合与降解反应B040105 缩聚反应B040106 自由基聚合B0402 高分子化学反应B040201 高分子降解与交联B040202 高分子接枝与嵌段B040203 高分子改性反应与方法B0403 功能与智能高分子B040301 吸附与分离功能高分子B040302 高分子催化剂和高分子试剂B040303 医用与药用高分子B040304 生物活性高分子B040305 液晶态高分子B040306 光电磁功能高分子B040307 储能与换能高分子B040308 高分子功能膜B040309 仿生高分子B0404 天然高分子与生物高分子B040401 基于可再生资源高分子B0405+A517 高分子组装与超分子结构B040501 超分子聚合物B040502 超支化与树形高分子B0406 高分子物理与高分子物理化学B040601 高分子溶液B040602 高分子聚集态结构B040603 高分子转变与相变B040604 高分子形变与取向B040605 高分子纳米微结构及尺寸效应B040606 高分子表面与界面B040607 高分子结构与性能关系B040608 高分子测试及表征方法B040609 高分子流变学B040610 聚电解质与高分子凝胶B040611 高分子塑性与黏弹性B040612 高分子统计理论B040613 高分子理论计算与模拟B0407 应用高分子化学与物理B040701 高分子加工原理与新方法B040702 高性能聚合物B040703 高分子多相与多组分复合体系B040704 聚合反应动力学及聚合反应过程控制B040705 杂化高分子B040706 高分子循环利用B05 分析化学B0501 色谱分析B050101 气相色谱B050102 液相色谱B050103 离子色谱与薄层色谱B050104 毛细管电泳及电色谱B050105 微流控系统与芯片分析B050106 色谱柱固定相与填料B0502 电化学分析B050201 伏安法B050202 生物电分析化学B050203 化学修饰电极B050204 微电极与超微电极B050205 光谱电化学分析B050206 电化学传感器B050207 电致化学发光B0503 光谱分析B050301 原子发射与吸收光谱B050302 原子荧光与X射线荧光光谱B050303 分子荧光与磷光光谱B050304 化学发光与生物发光B050305 紫外与可见光谱B050306 红外与拉曼光谱B050307 光声光谱B050308 共振光谱B0504 波谱分析与成像分析B0505 质谱分析B0506 分析仪器与试剂B050601 联用技术B050602 分析仪器关键部件、配件研制B050603 分析仪器微型化B050604 极端条件下分析技术B0507 热分析与能谱分析B0508 放射分析B0509 生化分析及生物传感B050901 单分子、单细胞分析B050902 纳米生物化学分析方法B050903 药物与临床分析B050904 细胞与病毒分析B050905 免疫分析化学B050906 生物分析芯片B0510 活体与复杂样品分析B0511 样品前处理方法与技术B0512 化学计量学与化学信息学B0513 表面、形态与形貌分析B051301 表面、界面分析B051302 微区分析B051303 形态分析B051304 扫描探针形貌分析B06 化学工程及工业化学B0601 化工热力学和基础数据B060101 状态方程与溶液理论B060102 相平衡B060103 化学平衡B060104 热力学理论及计算机模拟B060105 化工基础数据B0602 传递过程B060201 化工流体力学和传递性质B060202 传热过程及设备B060203 传质过程B060204 颗粒学B060205 非常规条件下的传递过程B0603 分离过程B060301 蒸馏蒸发与结晶B060302 干燥与吸收B060303 萃取B060304 吸附与离子交换B060305 机械分离过程B060306 膜分离B060307 非常规分离技术B0604 化学反应工程B060401 化学反应动力学B060402 反应器原理及传递特性B060403 反应器的模型化和优化B060404 流态化技术和多相流反应工程B060405 固定床反应工程B060406 聚合反应工程B060407 电化学反应工程B060408 生化反应工程B060409 催化剂工程B0605 化工系统工程B060501 化学过程的控制与模拟B060502 化工系统的优化B0606 无机化工B060601 基础无机化工B060602 工业电化学B060603 精细无机化工B060604 核化工与放射化工B0607 有机化工B060701 基础有机化工B060702 精细有机化工B0608 生物化工与食品化工B060801 生化反应动力学及反应器B060802 生化分离工程B060803 生化过程的优化与控制B060804 生物催化过程B060805 天然产物及农产品的化学改性B060806 生物医药工程B060807 绿色食品工程与技术B0609 能源化工B060901 煤化工B060902 石油化工B060903 燃料电池B060904 天然气及碳化工B060905 生物质能源化工B0610 化工冶金B0611 环境化工B061101 环境治理中的物理化学原理B061102 三废治理技术中的化工过程B061103 环境友好的化工过程B061104 可持续发展环境化工的新概念B0612 资源化工B061201 资源有效利用与循环利用B061202 材料制备的化工基础B07 环境化学B0701 环境分析化学B070101 无机污染物分离分析B070102 有机污染物分离分析B070103 污染物代谢产物分析B070104 污染物形态分离分析B0702 环境污染化学B070201 大气污染化学B070202 水污染化学B070203 土壤污染化学B070204 固体废弃物污染化学B070205 放射污染化学B070206 纳米材料污染化学B070207 复合污染化学B0703 污染控制化学B070301 大气污染控制化学B070302 水污染控制化学B070303 土壤污染控制化学B070304 固体废弃物污染控制化学B0704 污染生态化学B070401 污染物赋存形态和生物有效性B070402 污染物与生物大分子的相互作用B070403 污染物的生态毒性和毒理B0705 理论环境化学B070501 污染化学动力学B070502 污染物构效关系B070503 化学计量学在环境化学中的应用B070504 环境污染模式与预测B0706 区域环境化学B070601 化学污染物的源汇识别B070602 污染物的区域环境化学过程B070603 污染物输送中的化学机制B0707 化学环境污染与健康B070701 环境污染的生物标志物B070702 环境污染与食品安全B070703 人居环境与健康B070704 环境暴露与毒理学C01 微生物学C0101 微生物资源与分类学C010101 细菌资源、分类与系统发育C010102 放线菌资源、分类与系统发育C010103 真菌资源、分类与系统发育C010104 病毒资源与分类C0102 微生物生理与生物化学C010201 微生物生理与代谢C010202 微生物生物化学C0103 微生物遗传育种学C010301 微生物功能基因C010302 微生物遗传育种C0104 微生物学研究的新技术与新方法C0105 环境微生物学C010501 陆生环境微生物学C010502 水生环境微生物学C010503 其他环境微生物学C0106 病原细菌与放线菌生物学C010601 植物病原细菌与放线菌生物学C010602 动物病原细菌与放线菌生物学C010603 人类病原细菌与放线菌生物学C0107 病原真菌学C010701 植物病原真菌学C010702 动物病原真菌学C010703 人类病原真菌学C0108 病毒学C010801 植物病毒学C010802 动物病毒学C010803 人类病毒学C010804 噬菌体C0109 支原体、立克次体与衣原体C010901 支原体C010902 立克次体、衣原体等C02 植物学C0201 植物结构学C020101 植物形态结构与功能C020102 植物形态与发生C0202 植物分类学C020201 种子植物分类C020202 孢子植物分类C020203 植物地理学C0203 植物进化生物学C020301 植物系统发育C020302 古植物学与孢粉学C020303 植物进化与发育C0204 植物生理与生化C020401 光合作用C020402 生物固氮C020403 呼吸作用C020404 矿质元素与代谢C020405 有机物质合成与运输C020406 水分生理C020407 抗性生理C020408 植物激素与生长发育C020409 植物次生代谢与调控C020410 种子生理C0205 植物生殖生物学C020501 植物配子体发生与受精C020502 植物胚胎发生C0206 植物资源学C020601 植物资源评价C020602 植物引种驯化C020603 植物种质C020604 植物化学C020605 水生植物与资源C0207 植物学研究的新技术、新方法C03 生态学C0301 分子与进化生态学C030101 分子生态学C030102 进化生态学C0302 行为生态学C030201 昆虫行为生态学C030202 其他动物行为生态学C0303 生理生态学C030301 植物生理生态学C030302 动物生理生态学C0304 种群生态学C030401 植物种群生态学C030402 昆虫种群生态学C030403 其他动物种群生态学C0305 群落生态学C030501 群落结构与动态C030502 物种间相互作用C0306 生态系统生态学C030601 农田生态学C030602 森林生态学C030603 草地与荒漠生态C030604 水域生态学C0307 景观与区域生态学C030701 景观生态学C030702 区域生态学C0308 全球变化生态学C030801 陆地生态系统与全球变化C030802 海洋生态系统与全球变化C0309 微生物生态学C0310 污染生态学C031001 污染生态学C031002 毒理生态学C0311 土壤生态学C031101 土壤生态系统水分、养分循环C031102 土壤生物与土壤生态系统C0312 保护生物学与恢复生态学C031201 生物多样性C031202 保护生物学C031203 受损生态系统恢复C0313 生态安全评价C031301 转基因生物的生态安全性评价C031302 外来物种的入侵与生态安全性评价C031303 生态工程评价C04 动物学C0401 动物形态学及胚胎学C0402 动物系统及分类学C040201 动物分类学C040202 动物系统学C040203 动物地理学C040204 动物进化C0403 动物生理及行为学C040301 动物生理生化C040302 动物行为学C0404 动物资源与保护C0405 昆虫学C040501 昆虫系统及分类学C040502 昆虫形态学C040503 昆虫行为学C040504 昆虫生理生化C040505 昆虫毒理学C040506 昆虫资源与保护C0406 实验动物学C040601 实验动物C040602 模式动物C05 生物物理、生物化学与分子生物学C0501 生物大分子结构与功能C050101 生物大分子结构计算与理论预测C050102 生物大分子空间结构测定C050103 生物大分子相互作用C0502 生物化学C050201 蛋白质与多肽生物化学C050202 核酸生物化学C050203 酶学C050204 糖生物学C050205 无机生物化学C0503 蛋白质组学C0504 膜生物化学与膜生物物理学C050401 生物膜结构与功能C050402 跨膜信号转导C050403 物质跨膜转运C050404 其他膜生物化学与膜生物物理学C0505 系统生物学C050501 生物模块C050502 生物网络的结构与功能C050503 生物网络动力学C050504 生物系统的信号处理与控制C050505 生物系统功能与预测C050506 系统生物学研究新技术及新方法C0506 环境生物物理C050601 电磁辐射生物物理C050602 声生物物理C050603 光生物物理C050604 电离辐射生物物理与放射生物学C050605 自由基生物学C0507 空间生物学C0508 生物物理、生物化学与分子生物学研究的新方法与新技术C06 遗传学与生物信息学C0601 植物遗传学C060101 植物分子遗传C060102 植物细胞遗传C060103 植物数量遗传C0602 动物遗传学C060201 动物分子遗传C060202 动物细胞遗传C060203 动物数量遗传C0603 微生物遗传学C060301 原核微生物遗传C060302 真核微生物遗传C0604 人类遗传学C060401 人类遗传的多样性C060402 人类起源与进化C060403 人类行为的遗传基础C060404 人类表型性状与遗传C060405 人类细胞遗传C0605 基因组学C060501 基因组结构与分析C060502 比较基因组与进化C060503 基因组信息学C0606 基因表达调控与表观遗传学C060601 组蛋白修饰及意义C060602 DNA修饰及意义C060603 染色体重塑及意义C060604 非编码RNA调控与功能C060605 转录与调控C0607 生物信息学C060701 生物数据分析C060702 生物信息算法及工具C060703 生物信息的整合及信息挖掘C060704 生物系统网络模型C060705 生物环路的模拟与构建C060706 生物信息学研究新技术与新方法C0608 遗传学研究新技术与方法C07 细胞生物学C0701 细胞、亚细胞结构与功能C0702 细胞生长与分裂C0703 细胞周期与调控C0704 细胞增殖、生长与分化C0705 细胞衰老C0706 细胞死亡C0707 细胞运动C0708 细胞外基质C0709 细胞信号转导C0710 细胞物质运输C0711 细胞呼吸与代谢C0712 细胞生物学研究中的新方法C08 免疫学C0801 免疫生物学C080101 分子免疫C080102 细胞免疫C080103 免疫应答C080104 免疫耐受C080105 免疫调节C0802 免疫遗传学C0803 生殖免疫学C0804 黏膜免疫学C0805 疫苗学C080501 疫苗设计C080502 疫苗佐剂C080503 疫苗递送系统C080504 疫苗效应及机制C0806 抗体工程学C080601 抗体与功能C080602 重组与改型C080603 抗体的高效表达系统C0807 免疫学研究新技术与新方法C09 神经科学、认知科学与心理学C0901 心理学C090101 认知心理学C090102 生理心理学C090103 医学心理学C090104 工程心理学C090105 发展心理学C090106 教育心理学C090107 社会心理学C090108 应用心理学C0902 神经生物学C090201 分子神经生物学C090202 细胞神经生物学C090203 发育神经生物学C090204 系统神经生物学C090205 计算神经生物学C090206 视觉神经生物学。
声学既是一门经典学科,又是一门“常新”的学科。
从经典声学到现代声学,声学始终是最具生命力的学科之一,表现为其内涵不断深化、外延不断扩大。
现代声学是一门跨层次的基础性学科,研究从微观到宏观、从次声(长波)到特超声(短波)的一切形式的线性与非线性声(机械)波现象。
同时,现代声学具有极强的交叉性与延伸性,它与现代科学技术的大部分学科发生了交叉,形成了一系列诸如医学超声学、生物声学、海洋声学、环境声学等新型独特的交叉学科方向,在现代科学技术中起着举足轻重的作用。
现代声学更是一门具有广泛应用性的学科,对当代科学技术的发展、社会经济的进步、国防事业的现代化、以及人民物质与精神生活的改善与提高中发挥着极其重要、甚至不可替代的作用。
因此,声学学科已经大大超越了物理学的经典范畴,而成为包括信息、电子、机械、海洋、生命、能源等学科在内的充满活力的多学科交叉学科。
随着与当代电子与信息科学技术的不断融合,以及声学研究手段的不断进步,声学无疑是廿一世纪最具发展潜力的学科之一,并将迎来其更辉煌的篇章。
声学研究方向【物理声学】物理声学是声学的基础研究方向。
目前,该方向有如下研究子方向。
(1)非线性声学:非线性振动动力学,振动激励下流体和颗粒介质中的非线性波动,周期与复杂介质(结构)中的非线性声波,声波非线性界面效应,声孤子及其混沌。
(2)强声学:含泡液体等多相介质中的声传播,声空化现象,声致发光现象,等等。
(3)空气声学与声凝聚:雾状气体、含微粒物质气体中声的传播,声与物质的相互作用,声致凝聚、结晶效应,等等。
【光声学】该方向是声学(超声学)与光信息科学与技术相结合而形成的交叉学科方向,主要研究光声热波效应与成像技术,激光超声理论与成像技术,光声技术在集成电路和材料无损检测与评价中的应用,微电子声学系统。
【超声学】该方向研究超声波的基本理论及其在电子、通讯、工业、交通等领域的应用,设如下两个子方向。
(1)超声电子学:超声在固体以及复合介质中的传播理论,声表面波现象,复合超声换能器设计,声表面波通讯器件及其在通讯领域的应用,微机械声学传动和传感器件及其应用。
(2)检测声学:超声在非均匀媒质、板状、层状或柱状媒质中的传播特征,超声导波技术,兰姆波传感技术,超声工业无损检测与评价,人工声带隙材料及其应用。
【生物医学超声学】该方向是超声学与生物学、医学等学科相结合而形成的交叉学科方向,是超声学、生物医学工程学的前沿研究方向之一。
主要研究领域包括:(1)医学超声工程:医学超声信号处理的理论与技术,新型超声电子诊断器械与设备以及超声手术器械;(2)非线性超声及其医学成像:生物媒质中的非线性声学效应和声传播特征,非线性超声参量成像,高频超声成像,超声造影剂,超声影像处理技术;(2)超声生物医学效应:超声对人体组织和生物大分子的物理、生物与化学效应,高强度聚焦超声及其医疗应用,生物组织的超声处理,超声安全与超声剂量学。
【音频声学】音频声学研究可听声范围内的一切声学问题,主要有如下若干个子方向。
(2)环境与建筑声学:噪声与振动控制原理,有源消声技术与有源抗噪声耳罩,噪声评价与治理;房间声场及其计算,建筑物与厅堂声学效果设计,隔声技术,声隐形技术;(3)电声学与音响工程:扬声器和扩声系统,计算机电声系统辅助测量与设计,音箱设计专家系统和电声测量专家系统,数字音频技术。
物理学中的声学与音乐学声学和音乐学是物理学中重要的研究领域,涉及到音波的产生、传播和感知等方面。
声学主要探讨声音在空气、固体和液体等介质中的传播规律,而音乐学则研究音乐的创作、演奏、听觉感知等方面。
本文将介绍声学和音乐学的基本概念、应用以及两者之间的关联性。
一、声学的基本概念声学是研究声音的产生、传播和效果的学科。
声音是由机械振荡引起的压力波,通过空气、固体和液体等介质的震动传播。
声学研究的内容包括声音的频率、振幅、波长等基本特征,以及声波的传播速度、衰减、干扰等现象。
在声学中,频率是指声波振动单位时间内重复的次数,用赫兹(Hz)来表示。
振幅则表示声波的强度,与声音的音量有关。
波长是声波在媒质中传播一个周期所需的距离。
除了这些基本特征,声学还研究了声音的回声、共鸣、谐波等现象。
回声是指声音在遇到障碍物反射后返回的声波,共鸣是由于受到外部振动源的影响而引起物体自身振动的现象。
谐波则是指振动体的自然频率与外力施加频率相同时的共振。
二、音乐学的基本概念音乐学是研究音乐的学科,探讨音乐的创作、演奏、听觉感知等方面。
音乐是由声音的组织和艺术创造构成的一种艺术形式。
音乐学既涉及音乐的表演技巧、音乐创作原理,也关注人类对音乐的感知和欣赏。
音乐学的基本元素包括旋律、和声、节奏和音色等。
旋律是一系列音符按照一定的音高、音程和节奏顺序排列而形成的。
和声则是多个旋律在时间上的相互作用,形成和谐的效果。
节奏是音乐中有规律的时间感,通过强弱、快慢、长短等方式表现出来。
音色则是指音乐中不同乐器或声源所具有的特定音质。
音乐学还研究音乐的历史变迁、文化传承以及音乐与情感、社会等方面的关系。
通过对音乐的分析和研究,音乐学为音乐的创作和表演提供了理论基础。
三、声学与音乐学的关系声学和音乐学密切相关,它们互相借鉴和促进彼此的发展。
声学为音乐学提供了物理学的基础,并深化了对声音特性的理解。
通过声学的研究,音乐家可以更好地利用声波的传播特性和共鸣现象来设计乐器、演奏技巧以及音乐演出场所。
第八讲与声学有关的交叉学科声学之所以被认为是“最古老而又最年轻的学科”,其根本原因是声学本身与其他许多学科之间存在着非常广泛的相互渗透关系,以致形成许多相应的边缘学科,其中不仅涉及包括生命科学在内的几乎所有主要的基础自然科学,还在相当程度上涉及若干人文科学.这种广泛性不仅在物理学其他分支中,即使在整个自然科学中也是非常罕见的.现代声学是一门跨层次的基础性学科,研究从微观到宏观、从次声(长波)到特超声(短波)的一切形式的线性与非线性声(机械)波现象.同时,现代声学具有极强的交叉性与延伸性,它与现代科学技术的大部分学科发生了交叉,形成了一系列诸如声化学、医学超声学、生物声学、海洋声学、环境声学、建筑声学、语言声学等新型独特的交叉学科方向,在现代科学技术中起着举足轻重的作用.现代声学更是一门具有广泛应用性的学科,对当代科学技术的发展、社会经济的进步、国防事业的现代化、以及人民物质与精神生活的改善与提高中发挥着极其重要、甚至不可替代的作用.本讲分别做一简介.§8.1次声学§8.2大气声学§8.3电声学§8.4生理声学§8.5生物声学§8.6水声学§8.7语言声学次声学的研究范畴次声学的发展历史次声学次声波在大气中的传播特性次声学的应用次声学是研究次声波在媒质中的产生、传播和接收及其效应和应用的科学.次声学的研究范畴次声是频率低于可听声频率范围的声,它的频率范围大致为10-4Hz ~20Hz .次声学的发展历史早在19世纪,人们就已记录到了自然界中一些偶发事件(如大火山爆发或流星爆炸)所产生的次声波.其中最著名的是1883年8月27日,印度尼西亚的喀拉喀托火山突然爆发,它产生的次声波传播了十几万公里,当时用简单微气压计都可以记录到它.在理论方面,最早在1890年,英国物理学家瑞利就开始了大气振荡现象的研究.第一次世界大战前后,火炮和高能炸药的出现,提供了较大的声源,促进了对次声在大气中传播现象的了解.在20世纪20年代还进行了高层大气的温度和风对次声传播影响的研究,并建立了探测高层大气的简单声学方法,为此还研制了灵敏度更高的微气压计、热线式次声传声器.30年代发展了电容次声传声器.40年代后,利用声波在大气中的传播速度与温度的均方根成正比关系的原理,提出了火箭-榴弹次声法测定高层大气温度和风速的方法,发展了次声接收和定位的新技术.核武器的发展对次声学的建立起了很大的推动作用,使得次声接收、抗干扰方法、定位技术、信号处理和次声传播等方面部有了很大发展.核爆炸会形成强大的次声源,它产生的次声波在大气中可以传播得非常远,次声方法曾成为探测大气中核爆炸的主要方法之一.为此建立了许多次声观察站,进行了长时期连续记录和观察.人们还发现了大气中存在许多自然次声源,对它们的发声机制和特性进行了初步的了解.现在知道的自然次声源有火山爆发、流星、极光、电离层扰动、地震、晴空湍流、海啸、台风、雷暴、龙卷风、雷电等.认识并利用次声方法来预测它们的活动规律,已成为近代次声学研究的重要课题.长周期的次声波在电离层中传播,使电离层受到扰动,这种以声重力波方式传播的次声波成为高空大气研究中非常活跃的课题之一.次声波在大气中的传播特性次声在大气中的传播衰减小声在大气中传播的衰减主要是由分子吸收、热传导、和粘滞效应引起的,相应的吸收系数与频率的二次方成正比.由于次声的频率很低,所以大气对次声波的吸收系数很小.此外,湍流的作用也会引起次声波的衰减.但是它们的影响都很小,通常可略去不计.大气温度、密度和风速影响次声在大气中的传播大气温度、密度和风速随高度具有不均匀分布的特性,使得次声在大气中传播时出现“影区”、聚焦和波导等现象.大气温度当高度增加时,气温逐渐降低,在20公里左右出现一个极小值;之后,又开始随高度的增加,气温上升,在50公里左右气温再次降低,在80公里左右形成第二个极小值;然后复又升高.大气次声波导现象与这种温度分布有密切关系.声波主要沿着温度极小值所形成的通道(称为声道)传播.通常将20公里高度极小值附近的大气层称为大气下声道,高度80公里附近的大气层称为大气上声道.次声波在大气中传播时,可以同时受到两个声道作用的影响.次声在大气中的传播具有衰减小并受波导和重力影响等特点.在距离声源100~200公里处,次声信号很弱,通常将这样的区域称为影区.在某种大气温度分布条件下,经过声道传输次声波聚集在某一区域,这一区域称它为聚焦区.风速风也会对次声在大气中的传播产生很大的影响.次声的传播在顺风和逆风时差别很大:顺风时,声线较集中于低层大气;逆风时,产生较大的影区.不同频率的次声在大气声道中传播速度不相同,产生频散现象,这使得在不同地点测得次声波的波形各不相同.大气密度大气的密度随高度增加而递减,如果次声波的波长很大,例如有几十公里长,这时,在一个波长的范围内,大气密度已经产生显著的变化了.当大气媒质在声波的作用下受到压缩时,它的重心较周围媒质提高,这时除了弹性恢复力作用外,它还受重力的作用.反之,当它在声波作用下膨胀时,也有附加重力作用使它恢复到平衡状态.所以长周期的次声波,除了弹性力作用外,还附加有重力的作用,这种情况下,次声波通常称为声重力波.声重力波在大气中传播时,在理论上可以看作是一些简正波的叠加.基本上可分为声分支和重力分支.它们在大气中传播都具有频散现象.由于重力分支主要能量在地面附近传播,而地面附近温度较高,因此传播速度较大.次声学的应用早在第二次世界大战前,次声方法已应用于探测火炮的位臵,可是直到20世纪50年代,它在其他方面的应用问题才开始被人们注意,它的应用前景是很广阔的,大致可分为下列几个方面:通过研究自然现象产生的次声波的特性和产生机制,更深入地认识这些现象的特性和规律.利用接收到的被测声源所辐射的次声波,探测它的位臵、大小和其它特性.预测自然灾害性事件.对大范围某些大规模大气现象的性质和规律的连续探测、监视和预测.通过测定次声波与大气中其它波动的相互作用的结果,探测这些活动特性.利用测定次声波的特性来了解人体或其他生物相应器官的活动情况.大气声学大气声学的研究范畴大气声学的主要研究内容大气声学的发展历史大气声学的研究范畴大气声学是研究大气声波的产生机制和各种声源的声波在大气中传播规律的分支,作为以声学方法探测大气的一种手段,也可看成是大气物理的一个分支.大气中存在着的各种各样的声音,可以笼统的分成自然的和人为的两大类.大气声学的主要研究内容自然声主要来源于一系列气象现象和其他地球物理现象,如飓风(台风)、海浪、地震、极光、磁暴等.它们不仅产生可听声而且更产生次声;风的呼啸是由于大气涡旋通过各种障碍物时被破坏而产生的.其他一些常见的自然声则大多来自空气流中某些物体的振动,如电线的嗡嗡声、树叶的沙沙声等.人为声人为的声音中主要是工业和交通工具的噪声,特别是超音速喷气机飞行时产生的冲击波传播问题,日益引起人们的注意.如果大气条件有利于这种波的聚焦,那么地面上的建筑物和人的健康就会受到危害.主要研究内容声源定位频谱分析雷电声随着声定位技术的发展,现在已可由若干个接收站测得的数据定出自然声源或人为声源的位臵,这在预报台风、地震以及侦察核爆炸、炮位中都有具体应用.随着数字式数据处理技术的迅速改进,这类应用将日臻完善和广泛.大气中自然源发出的声波具有极宽的频谱,此外,在周期几分钟至几十分钟内,还存在一类空气压缩力和重力共同参与作用的声重力波.不过大部分自然声源主要产生大气次声波.由于发声过程的复杂性、测量技术和识别声源方面的困难,仅对雷声作过较多的频谱测量,其他发声过程的频谱尚只能估计.雷是伴随闪电出现的大气发声现象.雷形成的机制,主要是强烈的闪电放电时,电流通过闪电通道而产生高温高压等离子体,造成一个向通道四周传播的激震波,这个高压激震波在很短距离内迅速衰减并退化为强的可闻声和次声.大气不均匀性的影响从声学观点来看,大气是一种运动着的不均匀媒质,大气声学的重大课题都与声在大气中传播时所发生的现象相关联.大气的密度和温度随高度而降低,而温度在某些高度重新增长.在这种规则的不均匀性上,叠加着温度和风随气象条件的变化以及不同尺度的随机湍流脉动.所有这些不均匀性都对声传播产生强烈影响:无湍流大气的分层不均匀性使声音产生折射;湍流不均匀性引起声音的散射和减弱.不同频率的声波在大气中具有不同的传播速度,因而在大气中传播的(非单频)次声波会产生频散.同时大气特定的温度层结构和风结构对各种频率和向各个方向传播的次声波具有选择作用,即只允许某些频率的次声波作远距离传播,其余频率的传播则受到强烈抑制,这就是大气选频作用.次声波的频散和大气选频作用,在探测人工和自然声源以及解释声信号特征方面,都是十分重要的.频散和选频由于闪电放电的复杂性,不同闪电的雷声在时间变化和强度等方面也有很大差异,大体可分为炸雷(持续时间1秒左右的强烈雷声脉冲)、闷雷(重复数次的隆隆声脉冲)和拉磨雷(持续较长时间的低沉声响)三种.电声学电声学的研究范畴电声换能器电声学的发展历史电声技术电声学与其它学科的交叉电声学的研究范畴电声学是研究声电相互转换的原理和技术,以及声信号的存储、加工、传递、测量和利用的科学.它所涉及的频率范围很广泛,从极低频的次声一直延伸到几十亿赫的特超声.不过通常所指的电声,都属于可听声范围.电声学的发展历史电声技术的历史最早可以追溯到19世纪,由爱迪生发明留声机和贝尔发明用于电话机的碳粒传声器开始,1881年曾有人以两个碳粒传声器连接几对耳机,作了双通路的立体声传递表演.大约在1919年第一次用电子管放大器和电磁式扬声器做了扩声实验.在第一次世界大战以后,科学家们把机电方面的研究成果应用于电声领域中,于是电声学就有了理论基础.随着电声换能器理论的发展,较为完善的各类电声设备和电声测量仪器相继问世,特别是20世纪70年代来,电子计算机和激光技术在电声领域中的应用,大大促进了电声学的发展.电声换能器电声换能器是把声能转换成电能或电能转换成声能的器件,对它的研究是电声学的一个重要内容分支.通常所指的电声换能器,都属于可听声范围.电声换器能的组成各种电声换能器,尽管其类型、功用或工作状态不同,它们都包含两个基本组成部分,即电系统和机械振动系统.在换能器内部,电系统和机械振动系统之间通过某种物理效应相互联系,以完成能量的转换.在其外部,换能器的电系统与信号发生器的输出回路,或前级放大器的输入回路相匹配.换能器的机械振动系统,以其振动表面与声场相匹配.设计电声换能器要同时考虑到力-电-声三个体系.这三种体系是互相牵制的,处理得不好往往会顾此失彼.电声转换器的分类广义的电声换能器应用的频率范围很宽,包括次声、可听声、超声换能器.属于可听声频率范围内的电声换能器分类如下:声频换能器按用途分传声器扬声器送受话器助听器按换能方式分可逆换能器不可逆换能器电动式静电式压电式可用作声发射器碳粒式离子式调制气流式电声技术电声技术是电声领域中发展得比较快的一个分支,在政治、军事、文化各个领域内有着广泛的应用.例如,应用于有线或无线通信系统;有线或无线广播系统以及会场、剧院的扩声;录音棚、高保真录放系统等;此外还应用于发展中的声控、语控技术;以及语言识别等新技术.总起来说,它主要包括录放声技术、扩声技术以及与它们有关的电声仪器和电声测试技术等.录放声技术录放声技术是指把自然声音经过一系列技术设备(如传声器、录音机、拾声器等)进行接收、放大、传送、存储、记录和复制加工,然后再重放出来供人聆听的技术.它研究的主要问题是如何保持自然声的优良的音质,即在各个环节以及整个系统,都具有逼真地保持声音信号原来面貌的能力,包括对声音信号进行必要的美化和加工.声频放声装臵可分成四个部分:电信号提取设备——输入端录声机、电唱机、接收机,是从盒式磁带、唱片及广播电波中把希望的节目作为电信号提取出来的设备.调音设备——前级控制台(包括前臵放大器、衰减器、混合网路等)主要作调音用.功率放大器——将控制台的输出信号增强到能够驱动扬声器系统工作的放大器.声辐射器——扬声器或耳机,将电信号转换成声信号.收听室相当于扬声器系统的使用环境,对重放音乐的音质起很大的作用.扩声系统扩声系统主要包括:扩声系统是具有反馈的系统.在通路增益足够大时系统就会失去稳定性,并过渡到自振状态,产生啸叫.所以在扩声技术中除了对声信号进行加工美化外,为了提高扩声系统的最大功率增益,改进扩声质量和系统的稳定性,必须采取措施来抑制声反馈所引起的声音畸变.把电信号转变为声信号的扬声器和听众区的声学环境声源和它周围的环境把声信号转变为电信号的传声器放大电信号并对信号加工的设备传输线扩声不同于放声之处是传声器和扬声器处在同一声场内.电声学与其它学科的交叉电声学还是一门与人的主观因素密切相关的物理科学,原因是从声源到接收都摆脱不了人的因素.声音是多维空间问题(它包括音调、音色、持续时间、强度、声源方位以及噪声干扰等),其中每一维变化都对听感有影响.复杂的主观感受并不是任何仪表所能完全反映出来的,这必须联系到生理声学和心理声学、语言声学甚至音乐声学和建筑声学等各个方面的问题,因而形成了电声学的特色和它的复杂性.社会的发展和生产的需要,对电声学提出了大量的实际和理论问题.因此电声学总的发展趋势是:提高检测声信号的能力仍是声测技术的主攻方向电声器件和电声设备朝着高保真、立体声、高抗噪能力、高效率、高通话容量的方向发展进行音质评价的研究,改善录放技术以及声音加工技术新的换能机理的研究以及新材料的开发总之,只要发声过程和听感(知觉)过程以及与二者互相联系的物理和生理上的规律不断为人们所掌握,电声学便会不断有新的发展,所以电声学是蕴藏着巨大生命力的学科.生理声学的研究范畴生理声学听觉系统发声系统生理声学的研究范畴生理声学是声学和生理学的边缘学科,它主要研究声音在人和动物引起的听觉过程、机理和特性,也包括人和动物的发声.听觉系统耳是听觉器官的统称.人耳可分为外耳、中耳和内耳,连同各级听觉中枢组成听觉系统.听觉的声学过程发生在外耳、中耳及内耳的耳蜗一部分,听觉的神经过程发生在耳蜗的感受器部分、听神经和听觉中枢.外耳包括耳廓和外耳道,主要起集声作用.中耳包括鼓膜、听骨链、鼓室、中耳机、咽鼓管等结构,主要起传声作用.耳蜗主要起感声作用.耳蜗是一有骨质外壳卷曲呈蜗牛状的三层平行管道结构,三层管道内充满淋巴液,分别称前庭阶、鼓阶和蜗管,后者夹在前二者当中,由软组织分隔.蜗管与鼓阶间的分隔称基底膜,上面排列着声音的感受器——螺旋器,其感受细胞为毛细胞.前庭阶和鼓阶各有一窗开向鼓室,分别称卵窗和圆窗,窗上均有膜.卵窗膜与听骨链内端的镫骨底板连在一起.耳蜗靠近窗的一端称基部,另一端称蜗顶.正常耳的传声途径是声波作用于鼓膜,经听骨链传入耳蜗,称气导.鼓膜面积比卵窗膜约大20倍,听骨链的杠杆结构使在鼓膜端振幅大、力小的振动变成在卵窗膜端振幅小、力大的振动,有如一个变压器,起到阻抗匹配的作用,从而提高了声音从空气媒质至淋巴液媒质的传播效率.声波也可通过头骨的振动直接传至内耳,称骨传声,不过传播效率较低.听觉机理包括从声波的机械振动至电、化学、神经脉冲、中枢信息加工等一系列过程.当听骨链推动卵窗膜产生振动时,声波便开始在耳蜗内的淋巴液媒质中传播,先经前庭阶,后经鼓阶.在传播途径中的时差造成了二阶各段每一瞬间的压力差,使基底膜上下波动,从耳蜗基部开始,顺序移向蜗顶,称行波.基底膜的运动使排列在它上面的螺旋器也相应地运动.由于惯性等作用,螺旋器内不同结构运动的方向差和速度差产生一种力,使感受细胞上的纤毛弯曲,改变了经常存在于蜗管和毛细胞之间的生物电流回路中的阻抗,从而调制了通过的电流.电流的变化导致感受细胞与听神经末梢间的突触释放化学递质,使神经末梢兴奋,发出神经脉冲.接受不同特性的各种声音后听神经发出的脉冲在时间和空间上各有不同的构型,它们携带有关声音的信息,顺序传至各级听觉中枢,经过处理和分析,最后产生反映声音各种复杂特性的听觉.发声系统发声器官在喉头,由声带、软骨韧带结构的支架、控制声带位臵和张力的肌肉群等组成.肌肉的活动由神经支配.从气管经喉头、咽部至嘴和鼻孔的管道称为声道.当气流从气管呼出时,呈一定张力的声带便可振动而发声,称嗓音.嗓音是多谐的,其基频的高低取决于声带的长短和张力.声音的强度则取决于气流的大小和速度.说话时基频范围约为100到300赫兹.男声较低,女声和童声较高.人类的语音包含极其大量的信息.发声的各种动作受大脑语言中枢的控制,通过学习后可以熟练地掌握.讲话者可以不断地通过听觉对发出的语音、唇舌等的触觉、声道肌肉群的本体感觉等接受反馈信息,这是语言流畅的重要条件.在学习通话时听觉的反馈尤其重要.绝大多数哑病是因为耳聋,患者的发声器官往往是正常的.生物声学的研究范畴生物声学生物声学发展简史生物声学的主要研究内容生物声学的研究范畴生物声学是研究能发声和有听觉动物的发声机制、声信号特征、声接收、加工和识别,动物声通信与动物声纳系统,以及各种动物的声行为的生物物理学分支学科.生物声学是介于生物学和声学之间的一门边缘学科,它是生物学、声学、语言学、医学、化学等多学科相互渗透的产物.广义的生物声学还涉及生物组织的声学特征、声对生物组织的效应、生物媒质的超声性质、超声的生物效应及超声剂量学等方面内容,并在此基础上形成了一个新的科学分支——超声生物物理学.生物声学的主要研究内容动物之间的联系和交往是维系它们种群和群落结构,以及进行正常生活的必要手段.光、电、磁以及化学气味都可以作动物交往的媒介,然而声信息在动物交往中却占有特别重要的地位.它最大优点是传递距离远,且易于负载丰富多彩的感情.生物声学主要围绕动物声交往这个内容进行着一系列有关课题的研究.主要研究同一种群内动物声的识别和交往功能研究动物的声发射和声接收器官及其工作机制,即动物声交往的生理基础和它们与动物形态学的关系.不同种群的动物声的区别和隔离功能动物声在种群和群落的形成和进化过程中的作用等许多动物的发声器官是声带,但有的却不是用声带产生动物声,如蚱蜢用后腿摩擦发声、蝉用腹下薄膜发声、鱼可用鳔发声、海豚主要靠鼻道发声等.动物接受声波的听觉器官也各不相同.如蚱蜢微小的听觉器官生在腹部;纺织娘靠前脚上一个肉眼看不到的微型薄膜感受声波;蟑螂是用尾须接收声波;雄蚊头上两根触角上的刚毛则对雌蚊翅膀的扇动声特别敏感;许多飞蛾都有一种内藏式的“声呐系统”可以收听超声波;大多数鱼的听觉器官便是体侧的侧线,在这些侧线中含有听觉神经末梢以受纳声波;蛇的听觉极弱,主要通过腹部感受周围环境的动静等等.。