第二章声波的基本性质及传播规律

立立立立立第一章绪论噪声：影响人们工作学习休息的声音都称为噪声。

环境噪声：指在工业生产，建筑施工，交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。

环境噪声污染：指所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、生活和学习的现象。

噪声的来源：生产生活建筑施工交通运输噪声的分类：①<400HZ 低频噪声②400-1000HZ 中频噪声③>1000HZ 高频噪声听觉疲劳：人从高强噪声环境回到安静场所停留一段时间，听力尚能恢复，这种现象称为听觉疲劳。

噪声的特点：局部性不积累无残留再利用少噪声的影响：（1）人体的生理(2)人体的心理（3）对孕妇和胎儿（4）对生产活动(5)对动物（6）对物质结构噪声控制技术的优先次序声学系统一般是由声源、传播途径和接收器三个环节组成。

因此，控制噪声污染必须从上述三个环节分别采取控制噪声的技术措施。

首先，应在声源处抑制噪声。

其次，在声传播途径中控制噪声。

最后，在接收器上加载保护设施隔离噪声。

第二章声波的基本性质及传播规律1.纵波：媒质质点的振动方向是与声波的传播方向相一致，（在空气中）。

2.横波：将质点振动方向与声波传播方向相互垂直的波(声音即是）。

在固体和液体中既可能存在纵波，也可能存在横波。

3.4.声源：声音是由物体的振动而产生的，因此凡能产生声音的振动物体统称为声源。

5.声场：有声波传播的空间（自由声场、半自由声场、扩散声场）自由声场：在各向同性的均匀媒质中，界面影响可以忽略的声场。

混响声场：在大的室内，由各壁面多次强反射所形成的声场。

扩散声场：声能密度分布均匀，由各方面（墙面等）反射而来的声音其传播方向为无规律分布的声场6.媒质：传播声音的介质7.声强：把单位时间内通过垂直于声波传播方向单位面积的平均声能量称为声强I。

8.平面声波：当声波的波阵面是垂直于传播方向的一系列平面时的声波。

波阵面：是指空间同一时刻相位相同的各点的轨迹曲线球面声波：也就是在以声源点为球心，以任何r 值为半径的球面上声波的相位相同柱面声波：波阵面是同轴圆柱面的声波称为柱面声波，9. 声波产生和传播的条件：一是声源的机械振动，而是声源周围存在弹性介质。

第一章绪论噪声的定义与分类第二章声波基本性质及传播规律概念声阻抗率:频率：一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹(Hz)。

波长：声波两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离叫做波长，或者说声源每振动一次，声波的传播距离声速：振动在媒质中传播的速度。

瞬时声压：某一瞬间的声压。

有效声压（pe）：在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值即得有效声压。

声强:在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声能量，称为声音的强度，简称为声强，单位是瓦每平方米。

声功率:声源在单位时间内辐射的总能量，单位是瓦。

声密度：声场中单位体积媒质所含有的声能量。

波阵面:是指空间同一时刻相位相同的各点的轨迹曲面。

根据波振面的形状可将声波分为不同的类型。

声线：常称为声射线，就是子声源发出的代表能量传播方向的直线，在各向同性的媒质中，声线就是代表波的传播方向且处处与波阵面垂直的直线。

波前：声波传播时处于最前沿的波阵面称为波前。

衍射：在声波传播过程中，遇到的障碍物或孔洞时，如果声波的波长比障碍物尺寸大得多，声波会绕过障碍物而使传播方向改变，这种现象称为声波的衍射。

散射：在声波传播过程中，遇到的障碍物表面较粗糙或者障碍物的大小与波长差不多，则当声波入射时，就产生各个方向的反射，这种现象称为散射。

简谐振动：（①物体在受到大小跟位移成正比，而方向恒相反的合外力作用下的运动，叫做简谐振动。

②物体的运动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动）简谐波：（简谐振动在空间传递时形成的波动即为简谐波，其波函数为正弦或余弦函数形式。

）声场：（声场是指传播声波的空间。

按声场的性质可以将声场分为：自由声场；扩散声场；半自由声场）自由声场：我们把可以忽略边界影响，由各向同性的均匀介质形成的声场称为自由声场，如消声室扩散声场（混响声场）：如果室内（某一块区域）各处的声压级几乎相等，声能密度也处处相等，那么这样的声场就叫做扩散声场（混响声场）。

半自由声场：在宽阔的广场上空，或者室内有一个面是全反射面，其余各面都是全吸声面，这样的空间称半自由声场声偶极子：幅值相同，相位相反，且靠近的两个点生源声源的指向性：声源发出的声波，在各个方向上的声压分布并不一定相同，这种随方向分布的不均匀性，称为声源的指向性。

物理污染控制—环境声学部分习题第二章声波的基本性质及其传播规律习题4 试问在夏天40℃时空气中的声速比冬天0℃时快多少在这两种温度情况下1000Hz声波的波长分别是多少解：依据公式：c =+和公式λ=c/f0℃时c=, λ=1000=0.33145m40℃时c=+×40=, λ=0.35585m故夏天40℃时空气中的声速比冬天0℃时快24.4m/s,波长分别是0.35585m 和0.33145m6 在空气中离点声源2m距离处测得声压p=，求此处的声强I、质点振速U、声能密度D和声源的声功率W各是多少解：依据公式：I=pe 2/ρc=×10-4 (W/m2)D= pe2/ρc2=×10-6(J/m3)W=I×S=I×4piR2=×10-2WU=Pe/ρc=415(PaS/m)=×10-3m/s10. 噪声的声压分别为、、、×10-5Pa，问它们的声压级各为多少分贝解：依公式Lp=20lg(p/p)P=2×10-5Pa, 分贝值分别为, , ,11. 三个声音各自在空间某点的声压级为70dB、75dB和65dB，求该点的总声压级。

解：由分贝相加曲线有： 65分贝+70分贝=70+=+75分贝=75+=分贝,故该点的总声压级为。

12. 在车间内测量某机器的噪声,在机器运转时测得声压级为87dB，该机器停止运转时的背景噪声为79dB，求被测机器的噪声级。

解：由分贝相减曲线有,87分贝-79分贝==分贝,被测机器噪声级为分贝习题13频率为500Hz的声波,在空气中、水中和钢中的波长分别为多少（已知空气中的声速是340m/s;水中是1483m/s,钢中是6100m/s）解： 由公式C fl =则在空气中，λ=340/500= 在水中，λ=1483/500= 在钢中，λ=6100/500=第三章 噪声的评价和标准 习题1.某噪声各倍频谱如下表所示,请根据计算响度的斯蒂文斯法,计算此噪声的响度级.解:查表得对应的响度指数如下表:S ≈14sone, L N =40+10log 2N ≈802.某发电机房工人一个工作日暴露于A 声级92dB 噪声中4小时,98dB 噪声中24分钟,其余时间均在噪声为75dB 的环境中.试求该工人一个工作日所受噪声的等效连续A 声级.解:方法1,依公式)(1Sm Si F Sm S i -•+=∑=48010lg108021∑•+=-nnn eq T L各段中心声级和暴露时间,minn 为中心声级的段号数,Tn 为第n 段中心声级在一个工作日内所累积的暴露时间,min;92dB 噪声所对应的段号数为3, 98dB 噪声所对应段号为5, 75dB 的噪声可以不予考虑.故L eq =80+10×lg((10(3-1)/2×240 + 10(5-1)/2×24)/480)=90dB方法2, 依公式Leq=10lg{(4×60×+24×+216×/480}=75+10lg{(240×+24×+216×)/480}=75+=3.为考核某车间内8小时的等效A 声级.8小时中按等时间间隔测量车间内噪声的A 计权声级, 共测得96个数据.经统计,A 声级在85dB 段(包括83-87dB)的共12次,在90dB 段(包括88-92dB)的共12次,在95dB 段(包括93-97dB)的共48次,在100dB 段(包括98-102dB)的共24次.试求该车间的等效连续A 声级.解:依公式0.11110lg(10)AiNL eq i L N==åL eq =10lg(12÷96×+12÷96×+48÷96×+24÷96×=85+=4.某一工作人员环境于噪声93dB 计3小时,90dB 计4小时,85dB 计1小时, 试求其噪声暴露率,是否符合现有工厂企业噪声卫生标准)10/1lg(1011.0∑=•=ni Li eq N L )10/1lg(1011.0∑=•=ni Li eq N L解:依公式,暴露Li 声级的时数为Ci,Li 允许暴露时数为Ti.《工业企业噪声控制设计规范》车间内部容许噪声级(A 计权声级)D=3/4+4/8=>1答:其噪声暴露率为,不符合现有工厂企业噪声卫生标准. 5.交通噪声引起人们的烦恼,决定于噪声的哪些因素答:噪声污染级公式可以看出交通噪声引起人们的烦恼是哪些因素所决定的σ是规定时间内噪声瞬时声级的标准偏差; 第一项反映的是干扰噪声的能量,第二项取决于噪声事件的持续时间,起伏大的噪声K σ也大,也更引起人的烦恼。