声学基础 PPT
合集下载
《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。
声学基本知识ppt
声音的干涉与衍射
声音的干涉
当两个或多个声波叠加时，它们会产生加强或抵消的效果，形成干涉。在音乐中 ，通过调整不同声波的相位和幅度，可以产生和谐或嘈杂的音效。
声音的衍射
当声波遇到障碍物的边缘时，它会绕过障碍物继续传播，这就是声音的衍射。在 音乐中，通过使用不同的障碍物和空间，可以创造出不同的音场和音效。
04
声音的传播特性
声音的反射与折射
声音的反射
声波遇到障碍物时，一部分声波会反弹回原来的介质，这就是声音的反射。 在封闭的空间里，声音会多次反射，形成混响。
声音的折射
当声波从一个介质进入另一个介质时，它会改变传播方向，这就是声音的折 射。在空气中，声音的传播速度比在水中慢，所以当声音从水中进入空气时 ，它会向上折射。
传递出去。声波的传播速度与介质的性质和温度有关。
声波的反射、折射和干涉
03
当声波遇到障碍物或不同介质时，会产生反射、折射和干涉等
现象，这些现象在音乐和建筑声学中具有重要意义。
声音的分类与特征
声音的分类
根据声音的产生方式和特征，可以将其分为乐音和噪音两大 类。乐音是指和谐、有节奏的声音，如音乐；噪音是指不和 谐、无规律的声音，如机械噪音、环境噪音等。
回声与混响
回声
当声音遇到障碍物并反弹回来时，我们称之为回声。在音乐 中，通过使用回声效果器，可以创造出一种远离现实、空旷 或神秘的音乐氛围。
混响
当声音在封闭空间内多次反射时，会形成混响。在音乐中， 通过使用混响效果器，可以增加音乐的深度和广度，使音乐 更加丰富和悦耳。
05
声音的污染与防护
噪声的来源与危害
声学基本知识ppt
xx年xx月xx日
目 录
《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，
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。
《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。
声学基本知识ppt
麦克风与扩音设备
麦克风
麦克风是指能够将声音转化为电信号的设备，包括动圈麦克 风、电容麦克风等。麦克风在演讲、演唱、会议等领域广泛 应用，可以将声音放大并传输到扩音设备中。
扩音设备
扩音设备是指能够将声音放大并传输到远距离的设备，包括 扬声器、功率放大器等。扩音设备在演讲、演唱、会议等领 域广泛应用，可以将麦克风接收的声音放大并传输到远距离 ，使更多人能够听到声音。
高效的数学模型和算法。
03
声学与工程学的交叉
声学在工程领域有着广泛的应用，如建筑、汽车、航空航天等。未来
的声学研究将更加注重与工程学的交叉，开发出更先进的声学技术和
解决方案。
声学在新技术领域的应用前景
智能家居和物联网
随着智能家居和物联网技术的发展，声学将在智能家居和物联网中发挥重要作用，如语音 识别、智能音箱、智能家居控制等。
06
声学研究展望
声学的未来发展方向
深入探究声音传播的物理机制
随着科学技术的发展，声学研究将更加深入，对声音传播的物理机制进行更深入的探究和 理解。
开发新型声学材料和器件
未来声学研究将注重开发新型声学材料和器件，提高声音的传播效率、降低噪声、改善音 质等。
声学与人工智能的结合
随着人工智能的快速发展，声学研究将更加注重与人工智能的结合，开发出更智能的语音 识别、语音合成、语言理解等人工智能系统。
声学基本知识ppt
xx年xx月xx日
目录
• 声学概述 • 声音的特性 • 声音的测量与评估 • 声学材料与设备 • 声学在生活中的应用 • 声学研究展望
01
声学概述
声学的定义与分类
声学定义
声学是研究声音的产生、传播、接收和效应的科学。
声学基础与常识 ppt课件
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
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，
没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
声音三要素
响度：人耳对于声音强弱的感觉，称为响度。声音的响度主要与声压有关，声压越大，响度也就越大。但是，响度与 声压并不是成线性比例关系，而是大致与声压的指数成比例关系。响度的这一听觉特性被称为“史蒂文指数定律”。 响度是个主观量，是声压的主观量，1kHz时的声压级定义为响度级，单位是“方”。人耳对声音强弱的感觉不是一根 线的，当响度级每增加10方时，我们人耳听到的响度加倍。人耳听觉特性的研究表明，刺激量（声压）增加为指数方 式，感觉量（响度级）增加为差数方式。这是耳膜的自动保护机制。 声压级是一个物理量，并不完全能反映人对声音强弱的感受，而响度则是心理学中用于衡量衡量这种感受的心理量。 具体的定义可以参考维基百科：Loudness。响度级与声压级并非线性关系。响度级的计算模型请参考：ISO/WD 532-1。 在ISO-532中描述了两种响度计算方法，两种方法都需要分带计算（将声音的不同频率成分分别考虑），第一种方法是 Steven在1956年的论文The Mesurement of Loudness中提出的，是一种并不复杂的计算模型；第二种是Zwicker提出的， 大概方法是分频带的查表计算。
以一个57dB、2KHz的纯音测试响度级随着持续 时间的变化特性，可以得到响度级和持续时间的关 系，如右图所示。
当持续时间大于100ms的时候，响度级基本保 持在60方；当持续时间小于100ms时，响度级随着 持续时间以大约每10倍时间10方的斜率下降：当持 续时间从100ms下降到10ms的时候，响度级大约从 56方下降到46方。其他频率信号测试结果也类似。 所以，当人耳听到一个短促的脉冲声时，如果强度 不变，长度由1ms变为2ms，则听起来不是声音的 长度变了，而是更响了。因此，当人耳倾听频度超 过一定值的一系列脉冲声时，并不能感觉到响度的 不连续。这一现象类似于视觉的停留现象。
《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
《声学基本概念》PPT模板课件
响度级的单位为方。 例如，当1KHz纯音的声压级为80 dB时与某一扬声 器发出的声音听起来同样地响，那么不管扬声器声音 的声压级为多少，它的响度级被认为是80方。 按照以上规定，显然对1KHz的纯音，其以分贝计 的声强级与以方计的响度级数值上是相等的。
等响曲线
思考题与习题
2-1 在20℃的空气里，有一平面声波，已知其声压级为 74dB，试求其有效声压、平均声能量密度与声强。 2-2 欲在声级为120 dB的噪声环境中通电话，假设耳机在 加一定电功率时在耳腔中能产生110 dB的声压，如果在耳 机外加上的耳罩能隔掉20 dB噪声。此时在耳腔中通话信 号声压比噪声大多少倍? 2-3 已知两声压幅度之比为2，5，10，100，求它们声压 级之差。 2-4 已知两声压级之差为1dB，3dB，6dB，10 dB，求声 压幅值之比。 2-5 某测试环境本底噪声声压级40dB，若被测声源在某位 置上产生声压级70 dB，试问旦于该位置上的传声器接收 到的总声压级为多少?如本底噪声也为70dB，总声压级又 为多少?
基于这两方面的原因，在声学中普遍使用 对数标度来度量声压和声强，称为声压级和声 强级。其单位常用dB(分贝)表示。
2.5.2 声压级
声压级定义：
待测声压的有效值
SPL20lo1g0 ppreef 2.5.3 声强级
参考声压， 一般取为2×10-5Pa
声强级定义:
I SIL10log10 Iref
待测声强的有效值
沿x方向传播的正弦波可写作：
pp0cots(k)x
其中
k 2 c0
称为波数
2.3 声阻抗率 声阻抗 特性阻抗
2.3.1 声阻抗率
把声压、振速用复数表示为
p p 0 ex j(t p k x ) u u 0ex j( p t k)x
等响曲线
思考题与习题
2-1 在20℃的空气里，有一平面声波，已知其声压级为 74dB，试求其有效声压、平均声能量密度与声强。 2-2 欲在声级为120 dB的噪声环境中通电话，假设耳机在 加一定电功率时在耳腔中能产生110 dB的声压，如果在耳 机外加上的耳罩能隔掉20 dB噪声。此时在耳腔中通话信 号声压比噪声大多少倍? 2-3 已知两声压幅度之比为2，5，10，100，求它们声压 级之差。 2-4 已知两声压级之差为1dB，3dB，6dB，10 dB，求声 压幅值之比。 2-5 某测试环境本底噪声声压级40dB，若被测声源在某位 置上产生声压级70 dB，试问旦于该位置上的传声器接收 到的总声压级为多少?如本底噪声也为70dB，总声压级又 为多少?
基于这两方面的原因，在声学中普遍使用 对数标度来度量声压和声强，称为声压级和声 强级。其单位常用dB(分贝)表示。
2.5.2 声压级
声压级定义：
待测声压的有效值
SPL20lo1g0 ppreef 2.5.3 声强级
参考声压， 一般取为2×10-5Pa
声强级定义:
I SIL10log10 Iref
待测声强的有效值
沿x方向传播的正弦波可写作：
pp0cots(k)x
其中
k 2 c0
称为波数
2.3 声阻抗率 声阻抗 特性阻抗
2.3.1 声阻抗率
把声压、振速用复数表示为
p p 0 ex j(t p k x ) u u 0ex j( p t k)x
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.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Eo
吸声系数α的越大，吸声性能越好
房间的平均吸声系数
A
A
S S1S2S3Sn
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。
◆ 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
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）
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
I
W
4r 2
(b) 小障板对声传播的影响
声波的反射
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
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
11Er EaEt
Eo
声源的指向性
声源的指向性
人说话时的指向性图案
声源的指向性
指向性的影响
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
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，
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
9
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。
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
1/3倍频程和1/1倍频程的中心频率和带宽
◆ 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
频率、波长和音调对照表
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。
◆ 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。
第一章 声学基础
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
一、声波的产生与传播
声波的产生
一、声波的产生与传播
点 声 源 的 传 播
声音的传递
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。
◆ 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）
声压级（Lp或SPL）
Lp 20lg 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
声强级（LI或SIL）
L 10lg I
I
I re f
式中，参考声强Iref=10-12（w /m2）为1kHz时的闻阈声强值
声强级与声压级关系
1/3倍频程和1/1倍频程的中心频率和带宽
四、声波的特性
声波在室内的反射、吸 收、透射和绕射现象
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，
此时情况比较复杂
声波的衍射
(a) 声波的绕射
L p 总 2l0 gP n re2P f2l0 g P P re f1l0 g nL p 1l0 g n
若n=2，则 L p总 L p 1l0 g 2L p3
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
计权网络
人耳的听觉范围
强度差阈最小可辨别的声压级差
当频率约为1000Hz而声压级超过40dB时，人耳能觉察到的频率变 化范围约为0．3％；声压级相同，但频率少于1000Hz时，人耳能 觉察到3Hz的变化
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
级
级系数lg参 测考 量值 值
级：对数概念，无量纲单位，为表示方便，以dB为单位 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
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
p p1 2p2 2pn 2
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
n个声压相等的声音叠加
第三节 听觉的主观感受
一、响度 二、音调 三、音色
一、响度
响度是人耳对声音强弱的主观感受，用符 号S表示
等响度曲线
说明
（1）响度级与声压级有关。 （2）等响度曲线在声压级的值低时变化快，
斜率大，而在高声压级时就比较平坦，这 种情况在低频时尤为明显。 （3）不同的频率，响度级的增长率各不相同
声压级与响度感觉
◆ 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
1l0 g 1l0 g
2l0 g
L I P P L I
re f
2 c
re f
P re f
声功率级（Lw或SWL）
LW
10lg W Wref
式中，参考功率Wref=10-12（w）为1kHz时的闻阈声功率值
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