声学基础PPT课件
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《声学基础知识》课件
《声学基础知识》PPT课件
让我们一起探索声学的奥秘吧。从声学基础概述开始，深入了解声音的产生 机制、声音的特性和参数，以及声学波动的基本概念。
声学基础概述
声学是研究声音在空气、固体和液体中的传播和变化的学科。它涵盖了声音的起源、传播和感知等方面的内容。
声音的产生机制
声音的产生涉及物体振动，从声源传递到介质中形成声波。声波通过空气、固体或液体的震动传递，最终被我 们的耳朵接收。
声音的特性和参数
声音具有许多特性和参数，包括频率、振幅、声压级和声色。这些特性决定 了声音的音调、响度和音质。
声学波动的本概念
声学波动是指声音在空气、固体或液体介质中传播的过程。了解波动的基本概念可以帮助我们理解声音的行为 和传播规律。
声场的传播和测量
声场是声波在空间中的分布情况。了解声场的传播和测量方法有助于我们优 化声音的传递和改善声学环境。
声学信号的处理和分析
声学信号的处理和分析可以帮助我们理解和改善声音的质量。通过采用数字信号处理等技术，我们可以对声音 进行精确的控制和调整。
声学应用的案例研究
通过案例研究，我们可以了解声学在不同领域的应用，包括音乐演奏、建筑 设计、噪声控制等。这些案例可以帮助我们更好地理解声学的实际应用。
让我们一起探索声学的奥秘吧。从声学基础概述开始，深入了解声音的产生 机制、声音的特性和参数，以及声学波动的基本概念。
声学基础概述
声学是研究声音在空气、固体和液体中的传播和变化的学科。它涵盖了声音的起源、传播和感知等方面的内容。
声音的产生机制
声音的产生涉及物体振动，从声源传递到介质中形成声波。声波通过空气、固体或液体的震动传递，最终被我 们的耳朵接收。
声音的特性和参数
声音具有许多特性和参数，包括频率、振幅、声压级和声色。这些特性决定 了声音的音调、响度和音质。
声学波动的本概念
声学波动是指声音在空气、固体或液体介质中传播的过程。了解波动的基本概念可以帮助我们理解声音的行为 和传播规律。
声场的传播和测量
声场是声波在空间中的分布情况。了解声场的传播和测量方法有助于我们优 化声音的传递和改善声学环境。
声学信号的处理和分析
声学信号的处理和分析可以帮助我们理解和改善声音的质量。通过采用数字信号处理等技术，我们可以对声音 进行精确的控制和调整。
声学应用的案例研究
通过案例研究，我们可以了解声学在不同领域的应用，包括音乐演奏、建筑 设计、噪声控制等。这些案例可以帮助我们更好地理解声学的实际应用。
《声学基础概述》PPT课件
28
2.2.1 脉动球源、点声源和多极子声源
• 脉动球源是进行着均匀舒展和收缩的球面 声源，球源表面各点沿径向作同振幅、同 相位的振动。假设脉动球源的半径为 ，表 面振动位移为 ，随着表面位移的和谐变化， 球面向外辐射声波为球面波,无限介质中的 声压为，
29
• 介质中的质点振速则为， 在球源的表面处，介质的质点振速与球源表 面的振动速度一致，假设球源的振动速度 为 ，代入上式得，
3
• 人耳能够感觉到的声波的频率范围从 到 ，一般称为 音频 。频率低于 的声 音称为 次声波 ，而频率高于 的声音则 称为 超声波 。
• 声压 p就是介质受到扰动后所产生的压强 P 的微小增量。存在声压的空间称为 声场 ， 声场中某一瞬时的声压称为 瞬时声压 。
4
• 在一定时间间隔内最大的瞬时声压称为峰 值声压，在一定时间间隔内瞬时声压对时 间取均方根称 为有效声压 ，
(2.2.12) 声场的总声压为两个点源的声压之迭加，即
虽然 和 在数值上相差很小，但这种差异 反映到相位上却是影响很大的。
35
• 将 (2.2.12) 式代入 (2.2.13) 式，即可得到，
• 偶极子之间的距离很近，在频率不是很高 的情况下， ，因此上式简化为，
• 上式表明：偶极子的辐射声压不但与距离 有关，而且还和 角有关，这意味着在声场 中同一距离但不同方向的声压不同。
平面声波在无限、均匀介质分界面上的 反射，是声反射现象中最简单的一种。
26
• 声波的 反射与折射定律
27
2.2 典型声源及其声辐射
• 物体在弹性介质中振动会引起周围介质的 振动，从而激发声波。本节将介绍声波与 声源之间的关系。
• 声源的形式是多种多样的，实际声源的结 构形式往往是十分复杂的，要想从数学上 严格求解几乎是不可能的。理论分析中常 用的处理方法就是将实际复杂的声源简化 处理成各种典型声源，比如球声源、点声 源、活塞式声源等等。
2.2.1 脉动球源、点声源和多极子声源
• 脉动球源是进行着均匀舒展和收缩的球面 声源，球源表面各点沿径向作同振幅、同 相位的振动。假设脉动球源的半径为 ，表 面振动位移为 ，随着表面位移的和谐变化， 球面向外辐射声波为球面波,无限介质中的 声压为，
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• 介质中的质点振速则为， 在球源的表面处，介质的质点振速与球源表 面的振动速度一致，假设球源的振动速度 为 ，代入上式得，
3
• 人耳能够感觉到的声波的频率范围从 到 ，一般称为 音频 。频率低于 的声 音称为 次声波 ，而频率高于 的声音则 称为 超声波 。
• 声压 p就是介质受到扰动后所产生的压强 P 的微小增量。存在声压的空间称为 声场 ， 声场中某一瞬时的声压称为 瞬时声压 。
4
• 在一定时间间隔内最大的瞬时声压称为峰 值声压，在一定时间间隔内瞬时声压对时 间取均方根称 为有效声压 ，
(2.2.12) 声场的总声压为两个点源的声压之迭加，即
虽然 和 在数值上相差很小，但这种差异 反映到相位上却是影响很大的。
35
• 将 (2.2.12) 式代入 (2.2.13) 式，即可得到，
• 偶极子之间的距离很近，在频率不是很高 的情况下， ，因此上式简化为，
• 上式表明：偶极子的辐射声压不但与距离 有关，而且还和 角有关，这意味着在声场 中同一距离但不同方向的声压不同。
平面声波在无限、均匀介质分界面上的 反射，是声反射现象中最简单的一种。
26
• 声波的 反射与折射定律
27
2.2 典型声源及其声辐射
• 物体在弹性介质中振动会引起周围介质的 振动，从而激发声波。本节将介绍声波与 声源之间的关系。
• 声源的形式是多种多样的，实际声源的结 构形式往往是十分复杂的，要想从数学上 严格求解几乎是不可能的。理论分析中常 用的处理方法就是将实际复杂的声源简化 处理成各种典型声源，比如球声源、点声 源、活塞式声源等等。
声学基础知识96407ppt课件
精选ppt
3
第一章 声学基础
教学内容： 声音的概念和特性；声音的构成与作用；
声音的传播规律以及人耳的听觉特征。 通过本章节的学习使学生掌握声音现象
的物理性质以及人耳听觉的主观感觉等 方面的规律特点。
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4
教学重点、难点：
声音的构成、传播过程和方式以及人耳 听觉的主观感受。声音的物理学知识与 应用。
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5
教学准备：
声音效果素材CD光盘
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6
教学过程：
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7
一、声音的基础知识
声音是世界上很重要的物理现象，与日 常生活、工作、学习关系密切，它的存 在又极其普遍。
自然：风声、雨、雷声、心跳、水流 工业：车、船、机、工厂 人文：语言、音乐、歌声
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8
1、定义：声音是粒子运动的结果，即物 体振动产生的声波，通过介质对人耳产 生的感觉叫声音。
声音从音源传入大脑有两个途径， 一是 音源→空间→ 人耳→大脑，另一途径是 音源→人体颅骨→大脑（小 实验：双手堵耳，发声，仍可听见）通过颅骨传导声 音的现象叫颅骨效应。
现象一：听自己的声音，有两个途径，频带宽，音色 好。
现象二：手表、钟摆声音仍可通过牙齿和颅骨传递到 人的大脑神经。
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例二：暖水瓶接水，听到的声音会由低频逐渐 变成高频率声音。水流击水产生的声音频宽很 宽，即有低频、又有高频。刚接时瓶的空间大 固有振动频率低，水流击水的低频音产生共振， 低频加强，快满时，水瓶的空间变小，共振腔 变小，共振频率提高，与水流击水产生的高频 音产生共振，高频加强，即听到高频音。
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电子声学：研究通过电子电路把声音进行各种特性的 加工处理
《声学基础》课件
声学与音乐学
声学研究为音乐学提供了 科学基础，有助于理解声 音在音乐中的产生、传播 和感知。
声学与医学
声学应用于医学领域，如 超声波成像、听力研究等， 为医学诊断与治疗提供了 重要工具。
结论
1 声音是什么？
声音是声波的感知，是人类与世界沟通的重要方式。
2 声学在生活中的应用
声学研究为我们提供了许多实用的应用，如语音识别、音乐欣赏、医学诊断等。
声波传播
1
声音的产生和传播方式
声音可以通过声源的振动产生，并在空气中以波的形式传播。了解声音传播的方 式对声学研究至关重要。
2
空气中声波传播的特性
空气中声波的传播速度、衰减和传播路径都受到温度、湿度和空气密度等因素的 影响。
3
物体表面反射和衍射
声波在物体表面上反射和衍射，这些现象会引起声音的反射、散射和聚焦。
《声学基础》PPT课件
# 声学基础 ## 概述 - 声波与声音的区别 - 声学基础概念 - 声学研究领域 ## 声波传播 - 声音的产生和传播方式 - 空气中声波传播的特性 - 物体表面反射和衍射 ## 声音特性 - 频率、波长及周期 - 振幅、声压和声强 - 速度和能量传播 ## 声学应用 - 声学与语音识别 - 声学与音乐学
3 声学的未来发展方向
随着科技的不断进步，声学研究将继续发展并为我们带来更多惊喜与可能。
声音特性
频率、波长及周期
声音的频率决定了它的音高； 波长和周期是描述声音波动特 征的声音的音量；声压和 声强是描述声音强度的指标。
速度和能量传播
声音传播速度的了解有助于研 究声音如何在空间中传递和传 播能量。
声学应用
声学与语音识别
声学在语音识别技术中发 挥着重要作用，帮助计算 机理解和转换人类的声音 信息。
声学基本概念PPT课件
1Pa 1N / m2
1 bar= 100kPa
1标准大气压： 人耳可听阈 (1kHz)： 正常话音：
飞机发动机(5m)：
1.01325×105Pa 210-5Pa
0.05-0.1Pa 200Pa
2.2 声波动方程
2.2.1 一维声波的波动方程
设质点振动与声波传播在x方向，在与其垂直的y、z方向， 质点运动相同。
声学基本概念
2.1 声压
2.1.1 声与声波
声波是弹性介质中变化的压力、应力或质点运动等的传播， 是物质波。真空中没有声波。 在气体、液体中的声波为纵波。在固体中除了有纵波外 （P波），还有横波（S波），在固体表面上还有表面波（瑞 利波）。【本课主要涉及空气中的声波 】 连续介质模型：把流体看作是由大量连续质点组成的物体， 质点间没有间隙。质点在受力时可以移动，质点运动服从物 质守恒定律和牛顿运动定律。声波就是质点运动的传播。 质点包含大量分子，在尺度上比分子大得多，但比宏观物 体小得多。【这里的质点是有尺度的，不同于数学上的点 （尺度为零） 】。
Z p p0 exp( j) R jX
u u0
声阻率
声抗率
2.3.2 声阻抗
在一个通过声波的面积S上，可定义其声阻抗为
ZA
p vS
Z S
RA
jX A
声阻
声抗
2.3.3 特性阻抗
可以证明：在自由行波的情况下，为振速）同相，即
定义 其中
p 0c0v
Z0
p v
0c0
沿x方向传播的正弦波可写作： p p0 cos(t kx)
其中
k 2 c0
声学知识普及ppt课件
声学基本术语
1、声的基本特性参数
1.1频率和周期
每秒声振动的次数称为声的频率，记作f，单位是赫兹(Hz)。人耳能听到的声， 其频率范围是20~20000Hz。低于20Hz的称为次声，高于20000Hz的称为超声。人 耳对于3000Hz左右的声感觉最灵敏；对低于63Hz和高于16000Hz的声，即使勉强 听得见，反应也很不灵敏。所以，在噪声控制领城内，主要对63~16000Hz的声有 兴趣。
声音 :来源于物体的振动。声音是一种物理现象，是描述 由于媒体质点振动运动引起的质点密度随时间变化的情况
声音传播
周期T是一次声振动所经历的时间。单位是s
波长：声波传播过程中两个相继的同相位点之间的空间距离 用符号λ表示，单位是m
频率：每秒声振动的次数，记作f，单位是赫兹(Hz)
不同声源的频率范围
信号类型
稳态信号
Байду номын сангаас
非稳态信号
确定性
时间
时间
随机
连续
时间
瞬态
时间
时间
时间
频率
频率
频率
频率
由于许多声学性质，如吸声、隔声、绕射、衰减、阻尼等等都与频率大小有关， 我们研究声学不能只研究声压、声强、声功率等等而忽略声的频率结构。所以噪 声控制工程中分析声的频率是一件十分重要的工作。常用的方法有两种，一种是 根据声压的时间历程记录进行快速Fourier变换(FFT)，另一种是将整个频率范围 划分成许多首尾相连的频带(频程)，对应于每一个频带设置一个带通滤波器，以 便测定每个频带的声压值。频谱分析因其带宽的划分方法不同而分成：
2.
2 dB + 2 dB = 5 dB
3.
3 dB + 3 dB = 6 dB
声学基本知识-PPT课件
周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
2.2.1 描述声波的基本物理量
1.周期： 质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（s）。 2.声波频率： 一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹(Hz)。
频率范围 (Hz)
声音
定义
<20
20-20000
>20000
声音传播的实质: 声音的传播是物体振动的传播
声波：这种向前推进着的空气振动称为声波。 声场：有声波传播的空间叫声场。
2.2 声波的描述
2.2.1 描述声波的基本物理量 2.2.2 声音的物理量度 2.2.3 声波的类型
2.2.1 描述声波的基本物理量
xsi2 n f(t)
位移 振幅
媒质特性的函数，取决于该媒质的弹性和密度； 声速会随环境的温度有一些变化。
表 21.1℃ 时声速近似值（m/s）
媒质 空气 水 混凝 玻璃 铁 铅 软木 硬木
名称
土
声速 344 1372 3048 3653 5182 1219 3353 4267
2.2.2 声波的物理量度
1. 声压与声压级 2. 声强与声强级 3. 声功率与声功率级 4. 声能密度 5. 频谱和频程
f1 率f2。
噪声测量最常用的是倍频程中心频
。 f2
2n
f
n
率2和2 1f /3倍频程中心频率
f 1 f / 2n 2n2 f
• 声音可以分解为若干（甚至无限多）频率分量的合成。为 了测量和描述声音频率特性，人们使用频谱。频率的表示 方法常用倍频程和1/3倍频程。倍频程的中心频率是 31.5、63、125、250、500、1K、2K、4K、8K、 16KHz十个频率，后一个频率均为前一个频率的两倍， 因此被称为倍频程，而且后一个频率的频率带宽也是前一 个频率的两倍。在有些更为精细的要求下，将频率更细地 划分，形成1/3倍频程，也就是把每个倍频程再划分成三 个频带，中心频率是20、31.5、40、50、63、80、 100、125、160、200、250、315、400、500、 630、800、1K、1.25K、1.6K、2K、2.5K、 3.15K、4K、5K、6.3K、8K、10K、12.5K、16K、 20KHz等三十个频率，后一个频率均为前一个频率的 21/3倍。
录音技术声学基础 ppt课件
率按2倍增长，共十一个，为： 16 31.5 63 125 500 1K 2K 4K 8K 16K • 1/3倍频程：将倍频程再分成三个更窄的频带，使频率划分更加细化， 其中心频率按倍频的1/3增长，为： 12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 ...
32
3、音色
3.1 音色即声音的特色，它是一种人们对声音的主观心理感觉。 3.2 音色由声音的频谱决定，即声音的基频与谐波（泛音）数目以及 它们之间的相互关系来决定。 3.3 由于各种发声体材料结构不同，发声原理也不同，即使发出相同 音调、相同响度的声音，在基频相同的情况下，谐波成分和幅度也会 有所区别，人耳的主观音色是不同的。
1、延时时间30ms以下只感觉出未经过延时的原始声源。 2、30-50ms则会增强声音的响度，使得声音更丰满。
3、超过50ms 延时声则不会被掩蔽，听觉上会时一个清晰的回声
哈斯效应可以解决扩声系统中声源和声像统一的问题
40
41
二、几种常见听觉现象——多普勒效应
当声源静止，声波将保留同样的基频。但当声源高速移动时即 离开与驶向中，那么音调的差异与基频的改变将非常明显。
录音技术基础
1
课程体系内容
• 第一章 声学基础 • 第二章 传声器的原理与应用 • 第三章 调音台 • 第四章 音频信号处理设备
• 第五章 模拟磁带录音机 • 第六章 数字录音技术 • 第七章 还音设备 • 第八章 音响系统技术
2
3
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
人耳能分辨出轻微的声音，但在嘈杂的环境中轻微的声音完全被 淹没掉。这种由第一个声音的存在而使第二个声音提高听阈的现象称
32
3、音色
3.1 音色即声音的特色，它是一种人们对声音的主观心理感觉。 3.2 音色由声音的频谱决定，即声音的基频与谐波（泛音）数目以及 它们之间的相互关系来决定。 3.3 由于各种发声体材料结构不同，发声原理也不同，即使发出相同 音调、相同响度的声音，在基频相同的情况下，谐波成分和幅度也会 有所区别，人耳的主观音色是不同的。
1、延时时间30ms以下只感觉出未经过延时的原始声源。 2、30-50ms则会增强声音的响度，使得声音更丰满。
3、超过50ms 延时声则不会被掩蔽，听觉上会时一个清晰的回声
哈斯效应可以解决扩声系统中声源和声像统一的问题
40
41
二、几种常见听觉现象——多普勒效应
当声源静止，声波将保留同样的基频。但当声源高速移动时即 离开与驶向中，那么音调的差异与基频的改变将非常明显。
录音技术基础
1
课程体系内容
• 第一章 声学基础 • 第二章 传声器的原理与应用 • 第三章 调音台 • 第四章 音频信号处理设备
• 第五章 模拟磁带录音机 • 第六章 数字录音技术 • 第七章 还音设备 • 第八章 音响系统技术
2
3
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
人耳能分辨出轻微的声音，但在嘈杂的环境中轻微的声音完全被 淹没掉。这种由第一个声音的存在而使第二个声音提高听阈的现象称
《声学基础》PPT课件
第一章 声学根底
1.3 人耳的构造及功能 外耳：自然谐振频率为3400Hz 中耳 内耳
人耳的听觉范围 频率范围：20Hz——20KHz 声压级范围：听阈0dB；痛阈120dB
第一章 声学根底
1.4 声音的三要素 响度〔sone〕：人耳对声音强弱的感觉，主要声波的振幅决 定 音调〔mel〕：人耳对声音上下的感觉，主要与频率有关 音色：区别具有同样响度和音调的两个声音的主观感受
3 杜比定向逻辑环绕声：定向逻辑
4 DSP技术〔数码声场处理〕数字信号处理技术
5 SRS环绕声 声音恢复系统，三维“3D〞声场
第一章 声学根底
6 THX系统〔Tomlinson Holman Experiment〕 美国卢卡斯公司?星球大战? 特点：后级处理系统；一种六声道的电影伴音系统，具
有正确的声场定位，频响宽，失真度小，对设备和播放环境 有严格的要求。
〔2〕混响时间的长短是进展音质评价的重要指标之一。
混响时间短，有利于听声的清晰度，过短声音干涩，响度 缺乏；混响时间长，有利于声音的饱满，过长声音分辨不清， 降低了听声的清晰度。
第一章 声学根底
3、吸声、吸声材料 〔1〕吸声系数 〔2〕吸声材料：
多孔型：吸声频率特性为低声频小，高声频大； 板〔膜〕振动型：吸声频率特性为在低声频段的共振 频率形成峰值，一般吸声系数不大 共鸣型：吸声频率特性为在共鸣频率吸声系数很大
第一章 声学根底
7 杜比AC-3数码环绕系统〔Dolby Audio Code-3〕 全数字化的六声道〔5.1声道〕系统，每一个声道都传送、
处理音频信号，通过数字编码技术，取得更宽的动态和频响范 围，信噪比高，使音响具有影院的气势，满足多媒体数字信息 交换的要求；
声学基础知识PPT课件
2arctg
sin 2 i n2 m cosi
发生全内反射现象时，声波反射时发生 角的相
位跳跃。
可编辑
23
6 平面波在两种不同均匀介质界面上反射和折射
•非均匀平面波
波阵面（等相位面）上振 幅随离分界面的距离增大作指 数衰减。
低频声波深入海底的深度较大，高频声波只能在 海底表面传播。
可编辑
9
3 声场中能量
能流密度
单位时间内通过垂直声传播方向的单位面积的声能 pu
声波强度或平均声能流密度
通过垂直声传播方向的单位面积的平均声能流
I 1
T
pudt
T0
可编辑
10
4 介质声阻抗和声阻抗率
介质特性阻抗 0c 声阻抗率
声场中某点声压与振速之比 ，它为一个复数（声压 与振速存在相位差）
可编辑
26
7 等间距均匀点源离散直线阵的声辐射
声场的方向性函数
D
pr pr
,
,0
, ,
t t
1 n
n1
e jkdisin
i0
sin n d sin
n sin d sin
可编辑
27
7 等间距均匀点源离散直线阵的声辐射
dS
S
可编辑
35
9 无限大障板上平面辐射器的声辐射
轴线上声压变化
注意：轴线声压随距离 起伏变化，呈现很强的 相干效应。
远场声压
pr
,
, t
j
k0cu a a 2
2r
2
J1 ka sin
kasin
声学基础.PPT
第2章 声学基础
声音的频谱结构用基频, 谐频数目, 幅度大小及相 位关系来描述. 不同的频谱结构, 就有不同的音色. 即使 基频相同, 音调相同, 但若谐频结构不同, 则音色也不同. 例如钢琴和黑管演奏同一音符时, 其音色是不同的, 因 为它们的谐频结构不同, 如图2 - 5所示.
第2章 声学基础
图 2 - 5 钢琴和黑管各奏出以100 Hz为基音的乐音频谱图
第2章 声学基础
2.2.3 听觉灵敏度 听觉灵敏度是指人耳对声压, 频率及方位的微小变
化的判断能力. 当声压发生变化时, 人们听到的响度会有变化. 例
如声压级在50 dB以上时, 人耳能分辨出的最小声压级 差约为1 dB； 而声压级小于40 dB时, 要变化1～3 dB才 能觉察出来.
第2章 声学基础
2.3.2 听觉定位机理 人对声音方向的定位能力是由听觉的定位特性决
定的. 产生听觉定位的机理是复杂的, 其基本原因是声 音到达左右耳的时间差, 声级差, 进而引起相位差, 音色 差所造成的；也与优先效应, 耳壳效应等因素有关. 确 定一个声源的方位, 需要从平面, 距离, 高度3个方面来 定位.
Hz～20 kHz, 称为音频. 20 Hz以下称为次声, 20 kHz以 上称为超声. 在音频范围内, 人耳对中频段1～4 kHz的 声音最为灵敏, 对低频和高频段的声音则比较迟钝. 对 于次声和超声, 即使强度再大, 人们也是听不到的.
第2章 声学基础
2. 听阈和痛域 可闻声必须达到一定的强度才能被听到, 正常人能 听到的强度范围为0～140 dB. 使声音听得见的最低声 压级称为听阈, 它和声音的频率有关. 使耳朵感到疼痛的声压级称为痛域, 它与声音的频 率关系不大. 通常声压级达到120 dB时, 人耳感到不舒 适； 声压级大于140 dB时, 人耳感到疼痛； 声压级超 过150 dB时, 人耳会发生急性损伤. 正常人的听觉范围如图2 - 2所示. 语言和音乐只占 整个听觉范围的很小一部分.
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声级的分解
◆ 已知两个声源在某点产生的总声压级Lp，若其 中一个声源在该点产生的声压级为LP1，则另 一声源在该点产生的声压级LP2=LP-ΔL，其中 ΔL可由表查出。这种方法常用来从总声级中除 去环境噪声等
L0-L1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ΔL 6.9 4.4 3.0 2.3 1.7 1.25 0.95 0.75 0.6 0.45 （dB）
◆ 声波在传声介质中，每秒钟传播的距离称为声波 的传播速度，简称声速，用符号c表示，单位是米 /秒（m/s）
◆ 物体或空气分子每完成一次往复运动或疏密相间 的运动所经过的距离称为波长，用符号λ表示，单 位是米
6
频率、波长和音调对照表
频率（Hz） 20 40 50 100 200 400 500
1000 5000 10000 20000
第一章 声学基础
1
第一节 声波
一、声波的产生与传播 二、频率、声速和波长 三、频程 四、声波的特性
2
一、声波的产生与传播
声波的产生
3
一、声波的产生与传播
点 声 源 的 传 播
4
声音的传递
5
二、频率、声速和波长
◆ 振动体每秒振动的次数称为频率，用符号f表示， 频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。
I
W
4r 2
26
二、声压级、声强级和声功率级
◆ 人的听觉与声压、声强不是呈正比例关系，而是 近似的与它们的对数值成正比
◆ 用声压或声强来表示声音的强弱，数字太长，很 不方便
◆ 常采用按对数方式分级的办法作为表示声音大小 的常用单位，这就是声压级、声强级和声功率级
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级
级
系数
lg
测量值 参考值
级：对数概念，无量纲单位，为表示方便，以dB为单位
p p12 p22 pn2
34
声级的叠加
◆ 声压级、声强级、声功率级叠加时，不能 简单地进行算术相加，应按对数运算法则 进行计算
35Biblioteka n个声压相等的声音叠加Lp总 20lg
nP2 20lg P 10lg n Lp 10lg n
Pref
Pref
若n=2，则 Lp总 Lp 10lg 2 Lp 3
此时情况比较复杂
14
声波的衍射
(a) 声波的绕射
(b) 小障板对声传播的影响
15
声波的反射
16
声波的透射与吸收
根据能量守恒定律，设单位时 间内入射到物体上的总声能为 Eo，反射的声能为Er，物体吸 收的声能为Ea，透过物体的声 能为Et，则：
Eo=Er+Ea+Et
17
吸声系数
从入射波与反射波所在的空间考虑，定义 材料的吸声系数α为
◆ 当振动频率、振幅和传播速度 相同而传播方向相反的两列波 叠加时，就产生驻波
20
声源的指向性
声源的指向性
人说话时的指向性图案
21
声源的指向性
22
指向性的影响
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第二节 声波的度量
◆ 声压、声强、声功率 ◆ 声压级、声强级和声功率级 ◆ 声级的叠加
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一、声压、声强、声功率
◆ 由声波引起的压强变化称为声压，用符号P表示， 单位为微巴(μbar)或帕（Pa）
◆ 声源在单位时间内向外辐射的声能量叫做声功率，
用符号W表示，单位为瓦（w）
◆ 声场中某点的声强，是指在单位时间内（每秒 钟），声波通过垂直于声波传播方向单位面积的
声能量，用符号I表示，单位为瓦/米2（w /m2）
25
平方反比定律
在无反射声波的自由声场中，点声源发出的球面 波，均匀向四周辐射声能，因此，距离声场中心 为r的球面上的声强为
◆ 频带由上限频率f2和下限频率f1确定，f1、f2又称 为截止频率。f1、f2的间隔可以用频率比或以2为 底的对数表示，称为频程。
8
上限和下限截止频率的一般关系
f2 2n f1
式中：n为倍频程的系数，或称倍频程数，它可以 是分数或整数。例如：n=1/3即指1/3倍频程； n=1即指倍频程。
9
中心频率
频带的中心频率fc是上、下截止频率的几
何平均，即
fc f1f2
10
1/3倍频程和1/1倍频程的中心频率和带宽
11
1/3倍频程和1/1倍频程的中心频率和带宽
12
四、声波的特性
声波在室内的反射、吸 收、透射和绕射现象
13
波的性质
◆ 判别的关键在于障碍物的尺寸l与波长λ的比值。 ◆ 当l<λ时，波动性为主； ◆ 当l>λ时，粒子性为主； ◆ 当l≈λ时，两种性质在一定情况下都会表现出来，
LW
10 lg W Wref
式中，参考功率Wref=10-12（w）为1kHz时的闻阈声功率值
32
三、声级的叠加
在工程设计和检测中，经常需要进行声级的叠加 或分解，如计算多个声源的总声级、给定的倍频 程或1/3倍频程声级的总声级等
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声压的叠加
当几个不同声源同时作用时，在某处形成的总 声强是各个声强的代数和，即I=I1+I2+……+In， 而总声压（有效声压）是各声压的均方根值。即
波长（m） 17.20 8.60 6.88 3.44 1.72 0.86 0.688 0.344 0.0688 0.0344 0.0172
音域分段 超低音 低音 中低音
中高音 高音
7
三、频程
◆ 在声学测量中，不可能测量这个范围中的每一个 频率，而总是在某一频率区间取特定值进行测量。 这个频率区间称为频带。
系数：用于扩大计算值的表示范围，对于力、长度单位， 取值为20 ，对于能量概念，取值为10
公式计算值会因参考值的变化而变化
28
声压级（Lp或SPL）
Lp 20 lg P （dB) Pref
式中，参考声压Pref =2×10-4（μbar）=2×10-5 （Pa），为1kHz时的闻阈声压值
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声强级（LI或SIL）
L 10 lg I
I
I ref
式中，参考声强Iref=10-12（w /m2）为1kHz时的闻阈声强值
30
声强级与声压级关系
◆ 由于声强与声压存在着关系I=p2/ρc，将其代入式 中得
P I
2c
P
10 lg 10 lg
20 lg
L L I I P P ref
2 c
ref
P ref
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声功率级（Lw或SWL）
1 1 Er Ea Et
Eo
Eo
吸声系数α的值越大，吸声性能越好
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房间的平均吸声系数
A
A
S S1 S2 S3 Sn
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声波的干涉
◆ 若两个频率相同、振幅相等、 相位差为零或恒定的波在同一 介质中传播，则在空间某些地 方振幅最大，在某些地方振幅 最小，这种现象称为波干涉现 象，这两个波叫相干波。