声波的基本性质及其传播规律
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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。
声音的传播与共振声波在介质中的传播规律声音是一种机械波,通过介质的振动传播。
在介质中传播的过程中,声音会发生共振现象。
了解声音的传播与共振声波在介质中的传播规律,对于我们理解声音的特性以及应用具有重要意义。
一、声音的传播规律声音传播是通过介质中的粒子振动而实现的。
在固体、液体和气体中,声波的传播方式有所不同。
1. 固体中声音的传播规律在固体中,声波的传播速度相对较大,因为固体中粒子之间的作用力较强。
同时,固体中的颗粒相对较密集,使得声波的传播更为迅速。
2. 液体中声音的传播规律在液体中,声波的传播速度相对较小。
这是因为液体中粒子之间的作用力较弱,导致声波的传播速度较慢。
液体中的粒子间隔较大,所以声音在液体中的传播速度较困难。
3. 气体中声音的传播规律在气体中,声波传播速度比较慢。
气体分子之间的作用力较小,因此声波的传播速度较慢。
同时,气体的分子间距较大,导致声波的传播速度较缓慢。
二、共振现象在声音传播中的作用共振是指当外界震动频率与物体固有频率相同时,物体容易发生振动增幅的现象。
在声音传播中,共振现象也会发生,并产生重要的影响。
1. 共振与声音放大共振现象能够增强声音的响度。
当声波频率与物体固有频率相同时,声波会引起物体共振,进而使声音变得更响亮。
这就是为什么某些乐器在演奏时会产生悦耳动听的声音。
2. 共振与声音吸收共振现象也可以使得声音被吸收。
当声波频率与物体固有频率相同时,共振会发生在物体内部,导致物体吸收声能并减少声音的反射。
这在音频设备和隔音材料的设计中具有重要意义。
三、实际应用中的共振现象共振现象在实际应用中有着广泛的应用,以下为两个实际例子。
1. 共鸣箱共鸣箱是乐器制作中常用的技术。
通过共振现象,共鸣箱能够增强声音的音质和音量,使得乐器的表现力更加丰富。
2. 共振管共振管在声学研究中起到重要的作用。
通过调整共振管的长度,可以使得特定频率的声音在管内共振,实现声音的放大或滤除特定频段的功能。