声学原理及声学测试幻灯片PPT

次声波 特点一
频率在10－4～20 Hz之间 的机械波，人耳听不到。
由于它具有衰减极小的特
点，具有远距离传播的突出 特点。
特点二
用途
因为大气湍流、火山爆发、地震、
陨石落地、雷暴、磁暴等大规模自
然活动中，都有次声波产生，因此，
它是研究地球、海洋、大气等大规 模运动的有力的工具。
2、声学分类及研究内容
3.声功率（W）
声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播 方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率 是指声源总声功率，单位为W。
4.声强（I）
声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传 播方向单位面积的声能量，单位为W/s2。
5.声压（p）
声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声 波是空气分子有指向、有节律的运动。声压单位为 Pa。
水声学是近代声呐设计和海洋开发的技术基础．军事上所用的声呐设备及海 洋开发中所用的地震勘探设备、剖面仪等都是利用水声技术研制出来的． 语言声学和生理声学研究人类发声和对声音的感受．随着近代信息科学的发 展，语言合成，语言识别的理论得到迅速发展．人机对话系统正在成为研究 的热点．生理声学的研究和心理声学相结合为环境噪声的评价及噪声控制标 准提供基础． 建筑声学为现代大型剧场、大会堂的设计提供声学指导，也为城市噪声控制 提供标准．对噪声和振动的研究还是和国防密切相关的课题．火箭、导弹飞 行时的振动及其控制一直是衡量它们总体性能的重要指标． 电声学的发展和近代通讯技术紧密相关．通讯、广播及日常生活中所使用的 各种高音质音响设备为丰富人们的文化生活起着越来越大的作用． 超声及其应用是近代声学发展最迅速的新兴分支．超声无损检测、超声诊断、 超声医疗已在工业及生活方面发挥作用．
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第一部分 声学基本问题 第二部分 声学测量
第一部分 声学的基本问题
1、声音和声波及振动 2、声学分类及研究内容 3、声波的物理特性和量度 4、声波的反射、吸收、折射、散射、绕射 5、平面波、柱面波、球面波的特性 6、噪声及噪声量度
声压级常用Lp表示，定义为：
Lp
10lgpp022
20lg p p0
式中：Lp——声压级，dB； p——声压，Pa； p0——基准声压。
在空气中规定p0为2×10－5Pa，该值是正常青年
人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。
在水中取1×10－6Pa。
10.倍频程
将频谱分为若干个频段，每个频段为一个频 程，以直方图表示。
用途
定位、测距、探伤、显象，随着激光全息
的发展，声全息也日益发展，它在地质、医 学等领域有重要的意义；
由于能量大而集中,可用来切削、焊接、钻孔、 清洗机件，还可用来处理种子和催化。
超声波的传播速度对于介质的密度、浓度、成分、
温度、压力的变化很敏感。利用这些可间接测量其
他有关物理量。这种非声量的声测法具有测量精密 度高、速度快的优点；
3、声波的物理特性和量度
1.频率
声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单
位为Hz。 2.பைடு நூலகம்长
沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或 在波形上相位相同的相邻两点间的距离称为波长，用
λ表示，单位为m。
3.声速 一秒时间内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，
记作c，单位为m/s。
3、声波的物理特性和量度
到 的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少“级”
7.声功率级
声功率级常用LW表示，定义为：
W
LW
10lg W0
式中：LW——声功率级，dB； W——声功率，W；
8.声强级
声强级常用LI表示，定义为：
LI
10lg I I0
式中：LI——声强级，dB； I——声强，W/m2； I0——基准声强。
9.声压级
fu / fl 2N
N=1: 一倍频程，简称倍频程 N=1/3: 三分之一倍频程 N=1/12: 十二分之一倍频程
…
中心频率：
带宽：
f c
fu fl
wfufl (2N22(N2))fc
倍频程最常用的中心频率值（fm），以及上、下截
1、声音和声波及振动
声音的本质是波动。受作用的空气发生振动，当振 动频率在20～20000Hz时，作用于人的耳鼓膜而产生 的感觉称为声音。低于称次声波、高于称超声波。
波源处质点的振动通过弹性介质中的弹性力将振动 传播开去，从而形成机械波。
波动(wave) (或行波)是振动状态的传播，是能量的传 播，而不是质点的传播。
海洋学
电工和 化工
声学基础
声学研究的范围很广，分支很多，粗略地说来，包括大气声学、水声学、电声学、 超声学、建筑声学、音乐声学、语言声学、心理声学、生理声学等．
物理声学和理论声学是各分支的基础．它研究各种机械振动的原理和声
波的收、发器．近年来，非线性声学也有引人注目的发展． 音乐声学探讨各种乐器制作过程中的定音、音调及音色的机理，为向人们提 供各种悦耳的乐器提供理论指导．
3、声波的物理特性和量度
6.分贝
分贝是指两个相同的物理量（如A1和A0）之比
取以10为底的对数并乘以10（或20）。
N 10lg A1 A0
分贝符号为“dB”，它是无量纲的，是噪声测量中
很重要的参量。上式中A0是基准量（或参考量），A1
是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，该对数 值称为被量度量的“级”，亦即用对数标度时，所得
与声源不同距离处的压力变化，中间的一条水平线代表空气处 于正常的大气压力，起伏曲线代表因声波经过时压力的增加和减 少，亦即增加或减少的大气压。
对于中等响度的声音，这种压力变化仅为正常大气压的百分之 一。
超声波
特点
* 超声波：频率高，波长短，定向传播性好，
穿透性好，在液体、固体中传播时，衰减很小， 能量高等。
第一部分 声学的基本问题 7、行波与驻波 8、远场与近场 9、传播波与倏逝波、波导及简正波 10、瑞利波、乐福波、斯通利波 11、赫姆霍兹共振腔、多普勒效应
第二部分 声学测量 1、声学测量的分类、难点 2、换能器、传声器、测量仪器 3、混响室、消声室测量材料性能 4、声管测量材料性能 5、应用类及外场测量 6、声阵列测量 （声全息、波束形成） 7、声振联合测量（传递路径分析）