声学基础
声学基础
振动体周围的媒质质点也随之作受迫振动。媒质 质点的振动在媒质中的传播，就称为声波。
媒质质点的运动和波的运动
• 在声波的波动过程中存在着两种既有联系、又有 区别的运动： 媒质质点的运动和波的运动。-麦浪 媒质中的质点仅在其平衡位置附近做往复运动， 它们并没有随着“波”的运动传播出去。 波则是能量传递的一种形式。波传播的是物质 的运动，而不是物质本身。因此，波动是物质运 动的一种形式。
化规律与活塞（声源）相同，但存在一定相位差。
• 换句话说，该点的振动方式在滞后x/c之后才与活
塞的振动方式完全相同。
• 同样地，t一旦确定，则位移仅仅是位置x
的函数。
• 这表示，对于某一确定的时刻而言，不同 质点振动的位移随空间位置也是按正弦的 规律变化的。
• 波长定义为，在一周期T 的时间内声波传播的距离，
p P P0
• 因此，声压定义为由于声扰动而产生的逾量 压强（简称逾压）p。
•在声波传播的过程中，声压p是随空间位置（x,y,z）与时
声场中某点某一时p刻的p瞬(x时, y声, z压, t值) ，称为瞬时声压。
而在一定时间间隔内的最大瞬时声压，称为峰值声压。 如果声压随时间的变化服从简谐规律，则峰值声压也就是
• 自然界中发声体发出的声音从频率角度分 两类： 纯音和复合音
• 纯音： 单一频率成分的音 • 复合音：两种以上频率构成的音，可以分
解为许多纯音之和 • 超低音：习惯上称频率低于60Hz的声音 • 低音： 频率为60-200Hz的声音 • 中音： 频率为200-1KHz的声音 • 中高音：频率为1-5KHz的声音 • 高音： 频率高于5KHz的声音
声学基础知识(整理)
噪声产生原因空气动力噪声由气体振动而产生。
气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声.如空气压缩机、电风扇的噪声。
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的作用，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,由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。
电磁噪声各种电器设备,由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。
燃烧噪声燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的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）。
可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。
点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波,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声速与媒质材料和环境有关：空气中，c =331。
6+0。
6t 或t c +=27305.20 （m /s ） 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，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的相对于整个媒质的振动速度。
声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场有声波存在的区域称为声场。
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的媒质中,边界影响可忽略不计的声场称为自由场.在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。
消声室是人为的自由场,是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的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的声场，称为扩散场，或混响场。
声学基础
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
火箭噪声的降低
目前，降低火箭噪声的方法主要是使用各种类型的喷气风暴致偏板。它使火箭喷气风暴得到扩散，从而降低其喷气噪声，特别是低频噪声。
另外，建造地下火箭发射井，井内壁衬设耐高温、不怕气流冲击的吸声材料或吸声结构，也是降低火箭噪声的一个方法。
252.涡流噪声：风扇叶片在转动时，使周围气体产生涡流。这些涡流由于粘滞力的作用，又分裂成一系列分立的小涡流。这个涡流和涡流分裂使空气发生扰动，形成压缩与稀疏过程，从而产生噪声。
当风扇旋转时，涡流噪声的频率取决于叶片与气体的相对速度。而旋转叶片的圆周速度随与圆心的距离而连续变化，因此，风扇旋转所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。
55—85分贝的中等强度的声音用B网络，称B声级，用dBB表示；
85分贝以上的较强噪声用C网络，称C声级，用dBC表示。
若A,B,C三档读数相等，则该噪声能量主要集中在高频段，该噪声呈现高频特性；
若C=B>A，则该噪声为中频特性；
若C>B>A，则该噪声为低频特性。
01.声波是介质中密度变化的波．即疏密波．
02.在常温(20?C)和标准大气压下，空气中的声速是344米／秒．同时，声速随温度的变化而变化．在0?C时，c＝331．5米／秒．在θ?C时，
c＝331．5十0．607θ(米／秒)．
即每增加1?C，声速增加0．607米／秒．
03.在声学中，两个相邻的密部或两个相邻的疏部之间的距离叫波长，用λ表示，单位是米。
173.自动记录仪：是自动记录声级的仪器。
把频谱仪与自动记录仪连用，可以迅速准确地测量、分析、记录噪声级和频谱，并自动记录噪声随时间变化的情况。
声学基础知识
在背景噪声较强的情况下，利用一定的手段提高信号的信 噪比，可以使语言清晰度得以提高。
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房间的特殊声学现象
声聚焦：由于室内存在的凹面，使部分区域的声音汇集在 某一个焦点上，从而造成室内声场分布不均匀的现象。
死点：由于声音的聚焦或干涉形成某点（或某区域）声音 严重不足的情况。 声影区：由于建筑物或折射的原因，造成声音不能辐射到 的区域。 声染色：由于房间频率相应的问题，原始声音在传播过程 中被赋予了额外的声音特征。
6
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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声音的三要素
响度
响度又称声强或音量，它表示的是声音能量的强弱程度，主要取决 于声波振幅的大小。响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围 为0dB—140dB。
音高
音高也称音调，表示人耳对声音调子高低的主观感受。客观上 音高大小主要取决于声波基频的高低，频率高则音调高，反之 则低，单位用赫兹(Hz)表示。
声音的中频主要包括中高频和中低频，中频成分多时， 声音表现有力、活跃清晰、透亮；中频成分过多，声音动态 出不来、浑浊有号角声，鸣声（500～800Hz）、电话声 （2～4kHz）、刺耳声（4～7kHz）、金属声（3～5kHz）； 中频成分适中，声音自然、中性、圆滑、悦耳，但声音可能 无活力、平淡；中频成分过少，声音圆润柔和，但是显得松 散。
30
频谱与音质的关系
在评价乐器或声音时，频谱结构在很大程度上决定声音的 音质。了解声音频谱与音质的内在关系，有助于声音的调 整和修饰。这对声音的前期处理喝后期加工都是十分必要 的。
频谱划分
高频段：7kHz以上
中低频段：500Hz~2kHz
中高频段：2kHz~7kHz
声学基础知识
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。
第1章_声学基础_绪论
1
课程的目标与任务
基础性专业课程 从声音的物理学原理出发，利用高等数学、大学
物理等课程的基础理论知识，解决声学问题。 从人耳的听觉特性出发，解决人对的声音的感知
问题。
2
课程的主要内容
➢ 振动与波 ➢ 声波的基本概念和性质 ➢ 人耳的听觉心理 ➢ 声音信号分析 ➢ 音律分析 ➢ 乐器声学 ➢ 声乐和语音分析 ➢ 噪声控制 ➢ 室内声学原理 ➢ 音质评价
各声部在不同时间、不同地点分别录制 适用类型：流行音乐
声学基础
同期录音
优点：融合度好，感染力强 缺点：录制难度大
第一章 绪论
声学基础
分期录音
第一章 绪论
优点：时间、空间不受限制；缺点：融合性不好
流程：前期录音 后期缩混 母带处理 输出成品
Recording
Mixing Down Mastering Product Manufacture
13
声学基础
思考问题
第一章 绪论
➢ 物体围绕它的平衡位置的往复运动叫做振动, 而振动在连续介质中的传播就产生声音。
➢ 声波有两个基本要素：
① 声源，即振动的物体。 ② 声波赖以传播的介质，这种介质可以是固体、液
体或气体。
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声学基础
思考问题
声音是怎么传播的
第一章 绪论
声音经过各次反射最 终到达人耳，其时域 和频域的波形在这过 程中发生很大变化
鼻腔 口腔
鼻输出 口输出
语音产生的动力源于肺，肺产生 压缩空气，然后通过气管、喉、 口腔、鼻腔、牙齿、嘴唇等这一 套发声器官调制以后，再喷射出 来，就产生了语音。
18
声学基础
思考问题
第一章 绪论
声学基础
声场中单位体积介质中声能，用D表示，单位为J/m3。
2.平均声能密度
声场中每一位置的声能密度随时间变化，取一个周期内的 平均值为平均声能密度 D 。
3. 声能密度计算公式
pe2 D 2 c
八、声强(*)
1.声强定义
单位时间通过垂直于声波传播方向的单位面积 的声能在一个振动周期内的平均值,用I表示。
振动方向
传播方向
力学原理：靠介质中的剪切应力传播振动。 存在介质: 固体
注：空气中只存在纵波。
三、声波种类 2. 按波振面分类 （1）概念
波振面：所有振动相位相同的点构成的面 （客观存在） 声 线：沿传播方向与波振面垂直或正交 的一系列直线（假想线）
波振面 声源 声线
三、声波种类
（2）声波按波振面分类 球面波：波振面为球面，点声源产生； 柱面波：波振面为柱面，线声源产生； 平面波：波振面为平面，平面声源产生； 注：当距离声源足够远时，所有声波均可
c c c E (纵波) (横波) (气体纵波)
其中：E —— 压伸（杨氏）弹性模量 G —— 切变弹性模量 B —— 体变弹性模量
G
B
ρ —— 介质质量密度
？问题
高空中空气密度与地面明显不同，那么， 高空与地面声速会有明显不同吗？
碳钢拉压弹性模量： E=2×1011帕(N/m2) 密度：7800kg/m3 钢材理论声速：5063m/s 空气的体变弹性模量：B＝1.42×105Pa 空气密度：1.29kg/m3 空气理论声速：332m/s
视为平面波。
四、声音的频率、波长、振幅
1.频率f： 单位Hz(1/秒)
人耳可听频率范围：20～20000Hz 次声波：低于20Hz 超声波：高于2000Hz
声学基础
一.声音基础知识二.手机电声器件基本参数三.手机音腔设计四.音腔设计常见问题及解决办法五.音频设计的一般规则S h e n g L o n g C o n f i d e n ti a1.声音是什么？声音是一种因为物体振动而产生的弹性纵波，它能通过空气.水.钢铁等媒质传播S h e n g Lo n gC o nf i d en t i a音量（Volume ):声音振幅大小（Amplitude),通常表示的单位dB （Decibel 的缩写）它是以正常人听1000Hz 频率之纯音，所能听到的最弱声音，其音压为0.0002微巴（u bar)当作0dB 。
音调（Pitch ）：声音频率（Frequency)高低，单位CPPS （Cycle Per Second)。
音色（Tone):是由声音的谐波（Harmonic Wave)造成，即由声波的频谱和波形决定，但究竟哪些谐波组成的声波，会造成人所受感受的特色，以及特色如何？不能作实质存在的说明，也无法去衡量，完全由人心里感受，凭经验去体会，是个人相当主观的见解声音三要素中的音调与音量，是声波的频率与振幅，由人感受后的结果，由其实质的存在，也有确实的衡量标准，而人也可由人身的组织，作较为客观的认识，像这种由人的生理，予以客观认识的声音，称为“生理之音”，而音色在声波而言如上述（音色）内容，是心里感受所引发的想象，这种感觉往往会左右人的情绪，心里感受越深，音色越清晰，感受越浅，音色越模糊，这种感受的声音称之为“生理之音”.虽然那些谐波怎样组成声波，会造成人所感受的特色，以及特色如何？建议可在喇叭之总谐音失真（Total Harmonic Distortion)中得到失真愈小其音色表现愈真实S h e n g L o n g C o n f i d e n ti a对于空气的声速有C(t℃)≈331.6+0.6t; 波长λ=C/fC ∝（E/ρ）½4.多普勒效应:当一辆火车以速度V从远处驶近，音调会变高，反之，音调变低，为什么？C（+V）= λ* f(+△f )5.人耳可听到的频率和响度范围：20Hz~20kHz , 0.00002Pa~200Pa （0dB~140dB) ,人耳听到的声音的响度不是与声压值，而是以声压的对数值成线性关系，参考附图.当声音相差10dB时，人耳感觉响度差一倍。
声学基础知识
三、音色 音色是人们区别具有同样响度和音调的两个声音的主观感觉，音色也称音 品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。 声音波形的基频所产生的听得最清楚的音称为基音，各次谐波的微小振动 所产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为复音。
拨弦古钢琴C\523.2Hz\1 拨弦古钢琴 电子大钢琴C\523.2Hz\1 电子大钢琴 音高\频率 唱名 音高 频率\唱名 键盘位置关系 频率 唱名\键盘位置关系
痛阀
听阀
频率听觉范围实验:频率发生器 频率发生器
第四节 声音的三要素
声音的听觉心理主观感受主要有：音高、响度、音色等特性， 音高、响度、音色 音高 又称为声音“三要素”。 一、音调：音调也称音高，表示人耳对声音调子高低的主观感受，客观上 音调： 音高大小主要取决于声波基频的高低，频率高则音调高，反之则低，单位 用赫兹(Hz)表示。 音调的变化与频率的关系是对数关系，频率每高一倍 一个倍频程）、音调 频率每高一倍(一个倍频程）、 频率每高一倍 一个倍频程）、音调 就高一个八度 八度。 就高一个八度。音调的单位是“美”，通常定义响度为40方的1kHz纯音的 音高为1000美，赫兹与“美”同样是表示音高的两个不同概念的单位。
拨弦古钢琴C\523.2Hz\1 拨弦古钢琴 电子大钢琴C\523.2Hz\1 电子大钢琴 原音钢C\523.2Hz\1 原音钢 盛大钢琴C\523.2Hz\1 盛大钢琴
声音的三要素小结 声音的三要素小结
另外，表征声音的其它物理特性还有：音值，又称音长， 另外，表征声音的其它物理特性还有：音值，又称音长， 是由振动持续时间的长短决定的。持续的时间长，音则长； 是由振动持续时间的长短决定的。持续的时间长，音则长；反 之则短。 之则短。 从以上主观描述声音的三个主要特征看， 从以上主观描述声音的三个主要特征看，人耳的听觉特性 并非完全线性。声音传到人的耳内经处理后，除了基音外， 并非完全线性。声音传到人的耳内经处理后，除了基音外，还 会产生各种谐音及它们的和音和差音 和音和差音， 会产生各种谐音及它们的和音和差音，并不是所有这些成分都 能被人感觉。 能被人感觉。 人耳对声音具有接收、选择、分析、判断响度、 人耳对声音具有接收、选择、分析、判断响度、音高和音 品的功能，例如， 品的功能，例如，人耳对高频声音信号只能感受到对声音定位 有决定性影响的时域波形的包络(特别是变化快的包络在内耳 有决定性影响的时域波形的包络 特别是变化快的包络在内耳 的延时)， 的延时 ，而感觉不出单个周期的波形和判断不出频率非常接 近的高频信号的方向；以及对声音幅度分辨率低， 近的高频信号的方向；以及对声音幅度分辨率低，对相位失真 不敏感等。这些涉及到心理声学和生理声学方面的复杂问题。 心理声学和生理声学方面的复杂问题 不敏感等。这些涉及到心理声学和生理声学方面的复杂问题。
声学基础知识点总结
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。
声学基础
声学基础频率:声音信号每秒钟变化或振动的次数，频率越高、振动就越快，声音的音调就越高。
响度:声音在人耳中校感受的强弱程度与声振动的频率有关。
与声波功率比值的对数成正比，即声音强度增加100倍，人耳感受到声音的响度只增加了20分贝。
降噪系数（NRC ）：是在250、500、1000、2000Hz 测得的吸声系数的平均值，算到小数点后两位，末位取0或5。
吸声系数:人射声能被材料表面或媒质吸收的百分数，吸声系数越大，对声能吸收的越多。
相对混响时间:声源停止发声后，声压级衰减到人耳听不到的程度所需要的时间。
混响时间：声源停止发声后，声压级减少60dB 所需要时间，单位为秒。
混响时间决定了余音的长短，对声音的饱满圆润、嗓音的美化和清晰度有直接的影响。
声速：混响时间计算公式： 伊林公式)1ln(161.0∂--=S V T S 是室内表面总面积，α是室内表面平均吸声系数 对于2000Hz 的高频声音，而且房间容积较大，要考虑空气吸声系数，采用公式 VS V T m 4)1ln(161.0+∂--=m 是空气吸声系数，V 是房间容积 1，反射系数小的材料称为吸声材料。
2，透射系数小的材料称为隔声材料。
3，透射系数大的材料，称为透声材料。
4，全吸声材料是指吸声系数α=1。
5，全反射材料是指吸声系数α=06，岩棉、玻璃棉等材料主要吸收高频和中频。
7，聚氨酯吸声泡沫塑料主要吸收高频和中频。
8，薄板加空腔主要吸收低频。
9，薄板直接钉于墙上吸声效果很差。
10，挂帘织物主要吸收高、中频。
11，粗糙的水泥墙面吸声效果很差。
12，人耳通过声源信号的强度差和时间差，可以判断出声源的空间方位，称为双耳效应。
13，声波在不同物质中传播，其速度快慢依次为金属>木材>水>空气。
声学基础
感。也就是平时我们常说的房间的“声染色”。
四、人耳对声音的感知
哈斯效应
没有延时，感觉声音从两声源中间发出
延时5～30ms，感觉声音从超前一个声源发出，感觉不 到另一个声源的存在
延时30～50ms，能感觉两个声源的存在，但方向仍由 超前一个声源决定
延时50ms以上，感觉两个声源同时存在，方向由各个 声源决定，滞后声为回声
1倍频程的中心频率和截止频率
中心频率fm
下限频率f1
上限频率f2
63
125
44
89
89
177
250
500 1000 2000
177
354 708 1416
354
708 1416 2832
4000
8000
2832
5664
5664
11328
1/3倍频程的中心频率和截止频率 中心频率fm 下限频率f1 上限频率f2 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 56 71 89 112 141 178 224 282 355 447 562 71 89 112 141 178 224 282 355 447 563 708 中心频率fm 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 下限频率f1 上限频率f2 708 891 1122 1412 1778 2238 2817 3547 4465 5621 7077 892 1122 1413 1779 2240 2820 3550 4469 5626 7082 8916
反射
E0 ：总声能 Eγ：反射声能 Eα：吸收声能 Eτ：透射声能 透射
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.
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。
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Fundamentals of Acoustics
西北工业大学航海学院环境工程系
声学基础
四、中国古代对乐律的研究
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四、中国古代对乐律的研究
朱载堉研究认为每个半音为2开12次方，12 个半音为一倍频程，音差根本不存在。在研究 工作中朱载堉开创了用算盘开12次方的方法， 并把2开12次方算到九位数，当时实为工程浩 大。后世称其为乐律大师，实不为过。
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二、中国古代对语言的研究
我国很早就已认为语音是由声母（语音的 前半）和韵母（语音的后半）合成的，并且巧 妙地运用了韵母，《诗经》的300篇，普遍押 韵。后来就发明了“反切”法，用第一个字的声 和第二个字的韵拼成字音。
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声学基础
中国古代声学发展史
内容提要
中国古代声学发展史—前言 中国古代对语言的研究 中国古代乐器的发明和发展 中国古代对乐律的研究
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声学基础
一、前言
在中国古代科学史上，声学是物理学中最 为发展，内容最为丰富，理论最完备的学科之 一。我们将简略地谈谈中国古代声学的重大成 就，以期大家对声学史有一概括性的了解。
Fundamentals of Acoustics
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四、中国古代对乐律的研究
我国古时用管做音调标准，很早就发现开管 的末端改正问题。
公元前一世纪，西汉京房就说过“竹声不可 以度调”，意即主管长短成比例，音调却不一定 准。
Fundamentals of Acoustics
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管仲 声学基础
四、中国古代对乐律的研究
乐律重要理论就是：“三分损益法”
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四、中国古代对乐律的研究
三分损益法
《史记》：“黄钟（管）长八寸一分”，或 提：长九寸。以黄钟作为标准音，将黄钟缩短 （损）三分之一（三分之二黄钟）就是五寸四 分，为林钟；将林钟增长（益）三分之一（三分 之四林钟）就是七寸二分，为太簇；将太簇缩短 （损）三分之一（三分之二太簇）就是四寸八 分，为南吕。如此继续，得到十二律，即十二个 相差半音的系列。
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三、中国古代乐器的发明和发展
1978年在湖北随县（今随州市）出土的战 国初曾侯乙墓的编钟、编磬及其它乐器，是迄 今所见最庞大的钟鼓之乐的乐队配制。
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三、中国古代乐器的发明和发展
制作于公元前433年，共有钟65座，按乐律排 列，最大的重203.6斤，最小的也有2.4公斤，铸造和 调音都已经达到了很高的水平。
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三、中国古代乐器的发明和发展
曾侯乙编钟的音域跨越达五组，且其中间 约三组十二音齐全。所有曾侯乙墓出土的乐器 无不制作精致，性能良好，达到了惊人的高 度，有些甚至连今人都无法企及。
11 6 44.9 42.7
（13 ）
商
Байду номын сангаас
角
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变羽 清宫
相当于
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四、中国古代对乐律的研究
上表中是《史记》总结的十二律的产生次序。
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一、前言
人们通常将18，19世纪欧洲的声学发 展称之为经典声学。
一大批如同机械般精确的大脑为发现和 解决声学的难题付出了热忱。
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声学基础
一、前言
在这里，我们将主要从经典声学对声音的 产生，传播和接收三个方面的研究分别来介绍 18，19世纪这近200多年的历史中，这些伟大 的科学家们对声音的探索和认识。
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一、前言
“声学” 一词最早至于11世纪沈括《梦溪笔谈》
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一、前言
中国古代在声学方面的研究和成就主要反 映在：对语言的研究、乐器的发明和发展和对 乐律的研究。以下我们分别从这三个方面来进 行介绍。
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四、中国古代对乐律的研究
我国没有研究末端改正的工作，但是对其处 理或者避免的发明创造却不少。
最巧妙的方法是公元前三世纪孟康提出 的，他主张使管径与管长成正比，“黄钟九寸， 孔径三分，周九分”，“太簇长八寸，周八分”， 等等。这实际上是认为末端改正与管径成正 比，管径与管长成正比，末端改正就在其中 了，真是巧妙无比。
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三、中国古代乐器的发明和发展
湖南长沙出土的马王堆一号的竽 （公元4世纪初）
湖南长沙出土的马王堆一号亩出 土的瑟（公元4世纪初）
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二、中国古代对语言的研究
“语言是在劳动中并和劳动一起产生 出来的。”
恩格斯 《自然辩证法》
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二、中国古代对语言的研究
人类认识声音自语言开始。大约在公元前 200年，秦朝的李斯《仓秸篇》中声学写作 “聲”。
第一行是十二律的律名，产生次序是先损后
益（管长），所以黄钟频率最低。第二行是产生 的次第，如上述。第三行是律管长度，相邻的两 律约差半音，从任何一律开始都是可以组成无声 律或者七声律。第四行是以黄钟为宫的五声宫调 和七声宫调，五声是最早产生的五个律1－5加上 6，7可成七声，历史上主要用五声律，用七声较 少。五声宫商角徵羽相当于现代音乐的do, re, mi, sol, la。
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四、中国古代对乐律的研究
音乐和声学，在今天被人为的划分为两个 完全不同的学科，而在古代（无论是东方还是 西方）却是同一门科学。“声学”一词原本产生 于肥沃的音乐土壤之中。
今天的声学和科学史工作者，音乐和音乐史 工作者都可以从科学的角度探讨乐律史的发 展。
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四、中国古代对乐律的研究
按三分损益律，如从黄钟九寸开始，先损 后益，到十三律得不到高音的清黄钟四寸五分 而得到，4.439寸，与4.5寸差23.46音分（100 音分为一个半音）。
两千年来，律学研究就是为了解决这个音 差问题，提出60律，360律等等，但音差仍然存 在。
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一、前言
声音的产生
Joseph Sauveur ，公认为是他第一个使声学 成为声的科学; 1713年，无穷级数泰勒Taylor定理的出现，第 一次给出振动弦的严格动态解; 1747年， d‘Alembert给出振动弦的部分差分方 程; 1759年, Lagrange开始寻求细分元段的方法来 研究弦振动问题;
经典声学发展史
上节回顾
中国古代声学发展史—前言 中国古代对语言的研究 中国古代乐器的发明和发展 中国古代对乐律的研究
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声学基础
内容提要
经典声学发展史—前言 声音的产生 声音的传播 声音的接收
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四、中国古代对乐律的研究
三分损益十二律
律名
黄钟 大吕 太 簇
夹钟 姑 洗
仲吕 蕤宾 林 夷则 南
钟
吕
无射 应钟
清黄
相生次序 1
律长
81
五七声宫调 宫
8
3
75.9 72
10 5 67.4 64
12 7
29
4
59.9 56.9 54 50.6 48
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三、中国古代乐器的发明和发展