声学理论基础
现代物理基础丛书
现代物理基础丛书1《现代声学理论基础》马大猷著2《物理学家用微分几何》（第二版）侯伯元、侯伯宇著3《数学物理方程及其近似方法》程建春编著4《计算物理学》马文淦编著5《相互作用的规范理论》（第二版）戴元本著6《理论力学》张建树、孙秀泉、张正军编著7《微分几何入门与广义相对论》（上册）（第二版）梁灿彬、周彬著8《物理学中的群论》（第二版）马中骐著9《辐射和光场的量子统计理论》曹昌祺著10《实验物理中的概率和统计》（第二版）朱永生著11《声学理论与工程应用》何琳、朱海潮、邱小军、杜功焕编著12《高等原子分子物理学》（第二版）徐克尊著13《大气声学》（第二版）杨训仁、陈宇著14《输运理论》（第二版）黄祖洽、丁鄂江著15《量子统计力学》（第二版）张先蔚编著16《凝聚态物理的格林函数理论》王怀玉著17《激光光散射谱学》张明生著18《量子非阿贝尔规范场论》曹昌祺著19《狭义相对论》（第二版）刘辽、费保俊、张允中编著20《经典黑洞和量子黑洞》王永久著21《路径积分与量子物理导引—现代高等量子力学初步》侯伯元、云国宏、杨战营编著22《量子光学导论》（第二版）谭维翰著23《全息干涉计量——原理和方法》熊秉衡、李俊昌编著24《实验数据多元统计分析》朱永生编著25《微分几何入门与广义相对论》（中册）（第二版）梁灿彬、周彬著26《中子引发轻核反应的统计理论》张竞上著27《工程电磁理论》张善杰著28《微分几何入门与广义相对论》（下册）（第二版）梁灿彬、周彬著29《经典电动力学》曹昌祺著30《经典宇宙和量子宇宙》王永久著31《高等结构动力学》（第二版）李东旭编著32《粉末衍射法测定晶体结构(上册)X射线衍射结构晶体学基础》（第二版）梁敬魁编著32《粉末衍射法测定晶体结构(下册)X射线衍射在材料科学中的应用》（第二版）梁敬魁编著33《量子计算与量子信息原理》[意] Giuliano Benenti、Giulio Casati、Giuliano Strini 著王文阁李保文译34《近代晶体学》（第二版）张克从著35《引力理论》王永久著36《低温等离子体——等离子体的产生、工艺、问题及前景》[俄]В. М. 弗尔曼、[俄]И. М. 扎什京编著邱励俭译37《量子物理新进展》（第二版）梁九卿、韦联福著38《电磁波理论》葛德彪、魏兵著39《激光光谱学第1卷：基础理论》原书第四版[德]沃尔夫冈·戴姆特瑞德姬扬译40《激光光谱学第2卷：实验技术》原书第四版[德]沃尔夫冈·戴姆特瑞德著姬扬译41《量子光学导论》（第二版）谭维翰著42《中子衍射技术及其应用》姜传海、杨传铮编著43《凝聚态、电磁学和引力中的多值场论》[德]哈根·克莱纳特著姜颖译44《反常统计动力学导论》包景东著45《实验数据分析》（上册）朱永生著46《实验数据分析》（下册）朱永生著47《有机固体物理》解士杰、尹笋、高琨著48《磁性物理》金汉民著49《自旋电子学》翟宏如等编著50《同步辐射光源及其应用》（上册）麦振洪等著51《同步辐射光源及其应用》（下册）麦振洪等著52《高等量子力学》汪克林著53《量子多体理论与运动模式动力学》王顺金著54《薄膜生长》（第二版）吴自勤、王兵、孙霞著55《物理学中的数学方法》王怀玉著56《物理学前沿--问题与基础》王顺金著57《弯曲时空量子场论与量子宇宙学》刘辽、黄超光编著58《经典电动力学》张锡珍、张焕乔著59《内应力衍射分析》姜传海、杨传铮编著THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考。
噪声与振动控制基础知识及控制方法概述
三聚氢胺吸声泡 沫塑料
木丝吸声板
吸声无纺布
新型喷涂材料
噪声与振动控制方法 4.消声
概念：消声器是一种既允许气流顺利通过，又能有效地阻止 弱声能向外传播的装置。气流噪声是常见的噪声源之一，例如 气飞机、火箭、宇宙飞船、气动工具、通风设备、内燃发动机 压力容器、管道阀门的进排气等，都会产生声级很高的气流噪 （高达100~160dB）。消声器的设计、选用应注意四个因素 声量、阻力损失、气流再生噪声和高频失效频率。
③ 加大振动源和敏感点之间的距离，当距振源为4~20m时，一般距离加倍， 衰减3~6dB，当距离大于20m，距离加倍，振动衰减6dB以上；
④ 按振动设备的重量、频率、振幅或加速度的大小有针对性的选用隔振器。 器种类繁多，有橡胶隔振器、隔振垫、金属弹簧隔振器、橡胶挠性接管、 波纹管、弹性吊钩、空气弹簧等；
基本概念
基本概念 ４.几个概念的说明（易混淆） 常用的几个数据： 睡眠<35dB(A) ，脑力劳动<60dB(A) ，体力劳动<85dB(A 最大不得超过115dB(A)，脉冲(1s)噪声<140dB(C) 。 隔声10~40dB(A)：全封闭40dB(A)，一般封闭<20dB(A) 半封闭<10dB(A) 吸声3~12dB(A)：不会超过15dB(A) 消声器定型产品：10~40dB(A),阻性片式消声器10dB(A) / 小孔喷注消声器最高35~40dB(A) 隔声吸声屏障：5~15dB(A)，要求材料隔声20dB(A)，吸声
④ 消声器高频失效频率 对于阻性消声器，其截面较大时，例如圆管直径或方管边长大 300(mm)，片式消声器片间距大于250(mm)时，高频声波将呈 状直接通过消声器，而很少与管道内壁吸声层面接触，减少了 收，降低了消声效果，工程上将此现象称为“高频失效”。
声学信号基础知识-倍频程
一、什么是倍频程倍频程来源于音乐理论，如下图所示同一个音符的低音与中音以及中音与高音之间相差八个音符，也就是说一个倍频程对应一个八音符跨度，每个倍频程带都有一个中心频率f c 、上限频率f 1和下限频率f u 。
对于一倍频程来说:cf f 2/111)2(-=c u f f 2/11)2(=112f f u =对于1/3倍频程来说：c f f 2/13/11)2(-=c u f f 2/13/1)2(=13/12f f u =所谓倍频程就是将关注的频率带依照倍频关系进行分割成若干个频段，每个频段都有对应的中心频率、上下限频率。
二、如何计算倍频程中心频率在声学中，频率1000Hz 是非常重要的，例如它被确定为响度级-phon 的基准频率，因而用频率1000Hz 为声学测量所用频率系列的基准频率，ISO 和ANSI 也已经对此进行了标准化。
共有两种方法定义各频段的中心频率;1、采用以2为基数的方法相邻两个中心频率之比：N c i c f f /11,2/=+N=1,2,3,6,12,24等倍频程的各个中心频率计算公式为：⋅⋅⋅±±=⨯=,2,1,0)2(1000/1,i f i N i c 2、采用以10为基数的方法相邻两个中心频率之比：N c i c f f 1031,10/=+N=1,2,3,6,12,24等倍频程的各个中心频率计算公式为：⋅⋅⋅±±=⨯=,2,1,0)10(100010/3,i f i N i c 按以上两种方法计算得到的1/3倍频程中心频率很接近，但不相等，其上下限频率必然有差异。
由于标准中使用的是以10为基数的方法得到的，因此在LMS 软件中默认的方法也是以10为基数，如果需要修改可以通过Tools-Option-General 的Octave Filtering 进行修改。
三、优先数在倍频程标准中心频率的运用在工业设计行业，产品开发必须选择一些长度、距离、直径、体积和其他一些特征量，而所有这些选择的特征量都受功能、实用性、兼容性、安全或成本等因素的约束。
声学基础第一章-弹性波理论基础1-3(2012年新版)
弹性体振动问题之一：均匀细棒的纵振动
集总参数振动系统：在同一空间位置上，振动系统只 有弹性，或者只有惯性（或阻尼）。
例如：第一章研究的振动问题涉及的振动系统就是
‘集总(中）参数振动系统’。
分布参数振动系统：在同一空间位置上，振动系统既
具有弹性又有惯性（或阻尼）。
本节研究的均匀细棒的纵振动中的均匀细棒就是‘分 布参数振动系统’
n a n cos( z ) cos( n t n ) L n 1
其中：a n 和 n由初条件确定。
( n 0项无意义，舍去）
分析： n 定义， n ( z , t ) an cos( z ) cos( nt n）；为两端 L 自由均匀细棒纵振动的 第n阶简正振动位移函数。 前2阶简正振动的振幅在棒 中的分布示意图：
[2]均匀细棒纵振动的比阻抗转移公式：
分析棒中波场的传播特性：棒为有限长，则由于端面 的反射，在棒中存在相向传播的平面波：
位移函数为：
（z , t ) Ae j (t kz) Be j (t kz) ;
Ae
j (t kz )
k ;
c0
ARe
j (t kz )
作业：理想流体 c，在z 0处有法线声阻抗率为 Zn的 界面；有谐合平面波沿 z坐标轴正向传播入射到 的界面 上。试求： （ 1 ）界面的声压反射系数 和振速反射系数； （2）波场在z处的波阻抗；
2-87、2-88、2-89（选）
2-91、2-96
sin(k z L ) 0 k z L n
n kz kn L
n 0,1,2,3...... k z n n k n c0 c0 L
声学基础第一章-弹性波理论基础1-1(2012年新版)
这是，‘相对位移形变张量（矩阵）’； 它是产生应力的原因， 但并不是‘相对位移形变张量（矩阵）’的全部对产生应力有贡献。
根据矩阵分解定理，可知：
d dr
x x x
y y y
z 33 '33 z z
6 5 2 4 4 3
其中：正应变： xx 1; x
yy
2; y
zz 3; z
切应变： yz zy ( ) 4; z y xz zx ( ) 5 ; z x
33 和 '33 分别为3 3阶对称矩阵和 3 3阶对角 其中，
线0元素的反对称矩阵。
有：
33
x 1 ( ) 2 y x 1 ( ) 2 z x
1 ( ) 2 y x y 1 ( ) 2 z y
第一章 完全弹性体介质中弹性波传播规律
流体（液体、气体）的力学特征：流体中任取一个面元，面元所受
周围流体的作用力,其大小与面元有关，方向总是垂直于面元（无切
向力）。
理想流体；流体中体元作机械运动时无机械能损耗。
理想流体中的机械波是纵波。
弹性体（固体）的力学特征：弹性体中任取一个面元，面元所受周 围弹性体的作用力，其大小和方向均与面元有关，但方向并不一定 与面元垂直（存在切向力）。
1 ( ) 2 z x 1 ( ) 2 z y z
'33
1 0 ( ) 2 y x 1 ( ) 0 2 y x 1 ( ) 1 ( ) 2 z x 2 z y
汽车振动与噪声控制2.pdf
机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
多自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置需要多个独立坐标的振动；
机械振动有哪些类型
3.按系统的响应（输出振动规律）分类
周期振动——能用时间的周期函数表示系统响应的振动； 瞬态振动——只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应 的振动； 随机振动——不能用简单函数或函数的组合表达运动规律， 而只能用统计方法表示系统响应的振动。(汽车行驶在路面)
Steer转向
Body车身
Suspension悬架 Chair座椅
Tire轮胎
Br论是分析任何机器和结构的动态特性的理 论基础之一
• 汽车的动态性能：汽车行驶的舒适性、操纵稳定 性、车内噪声水平以及音质等。
• 汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性、发动机减振和 隔振、车身结构的模态分析均以振动为基础。
量纲： m:kg k:N/m c: N.s/m
如何进行机械振动的分析研究
• 理论分析
数学工具
解析 解
实际 力学原理 微分
振动
系统
方程 计算机
数值 解
特性
• 建立系统力学模型：将所研究的对象以及外界
对其作用简化为一个即简单又能在动态特性方面与 原来研究对象等效的力学模型
• 建立运动微分方程并求解，得出响应规律
汽车振动与噪声控制 Control of Vibration and Noise
in Road Vehicles
2012.秋
内容安排
• 第1章 振动理论基础 • 第2章 声学理论基础 • 第3章 发动机振动分析与控制 • 第4章 动力传动及转向系统振动 • 第5章 汽车平顺性 • 第6章 发动机及动力总成噪声 • 第7章 底盘系统噪声 • 第8章 车身及整车噪声
声学基础知识
1.声信号及其特征
速度、波长与频率
λ ＝ν /f
式中 ν ——声音速度，单位m/s； ｆ——频率，单位Hz； λ ——波长，单位m。
• • • • • •
声信号及其特征 声音传播理论 建筑声学 听觉生理学 心理声学 音质评价
声音传播理论
• • • • • • •
自由声场中的声音传播 声压级的叠加 混响时间 室内声场的结构 指向性扬声器的直达声场和混响声场 声波的干涉 几种典型的声学缺陷
1.声信号及其特征
音乐信号
乐器频率范围：基音16－4000Hz，包括全部泛音16－ 16000Hz。 声压级：15－18件乐器的乐队演出时，离声源10米处的 平均声压级约为95dB。 动态范围：一般乐队的动态范围为40－60dB，大型交响 乐队的动态范围可达到100dB。 高质量的音响系统（音乐重放）的频率响应范围应不小 于40－16000Hz，信号动态范围应不小于50－55dB。
听觉生理学
听觉生理学：研究声音响度与声压级关系的科学。 等响曲线：
• • • • • •
声信号及其特征 声音传播理论 建筑声学 听觉生理学 心理声学 音质评价
心理声学
心理声学：研究耳朵与人脑结合对听觉激励的反应。 声音的掩蔽和哈斯效应： ——大的声音掩蔽柔和的声音，频率较低的声音掩蔽频率 较高的声音； ——如果两个声压级相同的声音不同时到达耳朵，那么先 到达的声音可掩蔽后到达的声音。
2.声音传播理论
自由声场中的声音传播
平方反比定律：位于自由声场中的一个点声源产生的声 压级在离开声源的距离每增加一倍就减小6dB。 大气吸收对声音传播的影响：高频衰减。 体育馆、体育场、艺术广场等大型扩声场所。 湿度对声音传播的影响：干燥空气中的衰减比潮湿空气 中的衰减要大。 室内游泳池和室外扩声系统。
电声技术知识基础
波。声波的频率相当广泛，人耳可能听到的仅是频率范围很窄的一部分
（频率范围约20～20 K赫），因而常称这部分声波为声频声波。电声学 中主要研究的对象就是声频声波。
物体的振动使空气产生扰动所产生的物理现象。
声波的速度：
空气：340m/s (1225km/h)。
软木：500
煤油：1324
海水：1531
塑料：2132 铜棒：3760
1、扬声器 2、传声器 3、蜂鸣器 4、压电器件
音质评价
客观规则指标： 失真度： 谐波失真“﹤3%”； 相位失真： 低音模糊，影响中频声像空位。 抖晃失真： 音调失真的均方根：录音机﹤0.1%，Hi-Fi﹤0.005% 录像机： ﹤0.3%, 现盘机：﹤0.001% 频响： 优质1—200KHZ 瞬态响应： 是指音响系统对实变信号的跟随能力。（反映音质的透明度、层次感）
实质上反映肪冲信号的交次谐波失真大小。~转换率用V/US表示；一般 的放大器的转换率﹥10V/US 信噪比： 信号与噪声电平的分贝差, 用S/N或SNR (dB)表示, Hi-Fi音响要求 SNR﹥70dB； CD机要求SNR﹥90 dB；人耳对4-8KHZ的噪声最灵敏。 声道分离度和平衡度：~不同声道间的隔离程度用一个声道的信号电平与串入另一 声道的信号电平来表示，﹥50 dBOK； 平衡度是指: 2个声道增差，频响，特性的一致性，否则会造成声象偏移。
内，在垂直于声波传播方向的单位面积上的平均声功率，单位是 瓦/㎡表示。
声功率 指声源在单位时间内向外辐射的声能。符号为W，单位为瓦（w）。
3、声的基础概念
声压级：反应声音强度，单位分ｄＢ 声场：有声波存在的区域 自由场：边界影响可以不计的声场。 阻尼：随时间和距离而损耗的现象； 反射：声波在２个表面间返回的过程 散射：朝许多方向的不规则反射折射衍射。 吸收：声波通过煤质时声能减少的过程。 直达声：未经反射直接到达接收点的声音。
音响调音员理论练习题及答案 第二章声学基础知识
第二章声学基础知识一、单选题1、固体受到撞击会产生( )。
(A)声音(B)吸收(c)音乐2、水烧开了，叫壶就会叫是因为( )。
(A)热气(B)液体振动(c)液体带动气体振动3、吹口哨产生美好的乐声主要是( )。
(A)声带振动(B)空气振动(c)嘴唇振动4、声波遇到大的障碍物，主要会产生( )。
(A)声反射(B)声绕射(c)声折射5、声波遇到墙面的洞孔和边缘，仍继续传播，称( )。
(A)声反射(B)声绕射(c)声折射’6、声波在传播过程中的波长、声速和频率的关系为( )。
(A)k=C／f(B)九=cf(c)C=k／f(D)九=c—f7、物体每秒种振动的次数称( )。
(A)周期(B)频率(C)波长(D)声速8、声音的频率范围( )。
(A)100Hz一20kHZ(B)20HZ一30000Hz(C)20 Hz"一20000 Hz9、振动的频率低于20Hz的声波称为( )。
(A)超声波(B)次声波(c)短波(D)驻波10、声音在15度的空气中传播，速度是( )。
(A)340米／秒(B)1400米／秒(c)300米／秒11、声音在空气中、水中、固体中哪个传播快( ) (A)固体中(B)水中(c)空气中12、声音在相同媒质中，频率为100Hz的波长是10001-lz波长的( ) (A)0.5(B)2倍(c)0.1(D)10倍13、空气中由于声波而引起大气压变化的交变值称为( )。
(A)声强(B)声能(c)声压(D)声级14、衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量叫( )。
(A)声强(B)声能(c)声压(D)声级15、决定声音响度的物理量是( )。
(A)声功率(B)频率(c)声速(D)波长16、声压级单位是( )。
(A)赫兹(B)分贝(c)瓦(D)方17、响度级的单位是( )。
(A)宋(B)分贝(c)瓦(D)方18、声压与声压级的数学表达式是( )。
(A)L I=101g[I/Io](B)Lw=101g[W/W o](c)Lp=201g[P／Po]19、两个音箱的声压级相差( )时，低声压级的音箱可忽略不计。
声学理论基础
声场中介质质点位移振幅是很小的。
水中1帕的声音，相应的振速约为
7 10
7
米 秒
相应于1000Hz声音的位移仅为108 厘米，
水中质点位移比空气中质点位移更小
如何认知声波特性？
设没有扰动时，介质的静态密度为0 x, y, z
在声波的作用下变为 x, y, z,t
定义： l x, y, z,t x, y, z,t 0x, y, z
媒质（medium ）：机械振动赖以传播的介质。
声音可以在一切弹性介质中传播。
空气声、水声、固体（结构）声 纵波：声波的传播方向与质点振动方向一致。 横波：声波的传播方向与质点振动方向垂直。
空气中和水中的声波的传播方向与 质点振动方向是一致的，属于纵波。
固体中由于有切应力，除有纵波外， 还同时存在横波。
速度对t
一次微分
l
t
0
u
0 （1）
连续性方程
对t二次 微分
左点乘 哈密顿 算子
p
c2 0
l
0
u t
p
（2） （3）
状态方程 运动方程
对上三式消元，可以得到一个基本声学量的方程。
波动方程
小振幅声波的波动方程
(1) t
2l
t 2
0
t
u
0
(4)
2 (2) t 2
(3)
2 p t 2
在声波的作用下流速变为
U x,
y,
z,t
U0
x,
y,
z,
t
流速u的x改, 变y,量z,
t
U
x,
y,
z,
t
U0
x,
y,
Ansys声学分析理论基础详解
Ansys 理论手册声学部分1、声场流体理论基础1.1控制方程在声场的流固耦合问题中，要把结构的动力方程与流体斯托克斯方程中的动量方程和连续性方程综合考虑。
声学基本方程是流体方程在把空气作为特殊流体条件下的简化。
通过理想流体介质的以下假设：1、流体是可压缩的，密度随压力变化而变化；2、流体是非粘性流体，密友粘性引起的能量损耗；3、流体中没有不规则流动；4、流体是均质的，各点平均密度和声压相同。
流体的动量方程（斯托克斯方程）和连续性方程可以简化为声场波动方程： 012222=∇−∂∂P tP c （1-1） c 是声速 ，0/ρk c =，其中0ρ是流体密度，是流体体积模量； k P 是声压；t 是时间。
由于粘性损耗被忽略，方程1-1被视作为在流体媒介中声波传播的无损耗波动方程。
在声固耦合问题中，离散化的结构方程和无损耗的波动方程要同时考虑。
对于谐态变化的声压，t j e P P ϖ= （1-2） 其中：P 为声压幅值；j 为1−；ϖ为f π2，角频率；f 为声压振动频率。
把式1-2带入式1-1中，推导出霍姆霍兹方程：0222=∇+P P c ω （1-3）1.2、无损耗声波方程的离散化：以下矩阵符号（梯度和离散度）将被用于方程1-1中：⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂∂∂==⋅∇z y x L T }{()， （1-4） }{()L =∇ （1-5）式1-1变为01222=∇⋅∇−∂∂P tP c （1-6） 也即0)}({}{1222=−∂∂P L L t P c T （1-7） 通过用迦辽金法对方程1-7离散化即得到单元矩阵，在方程1-7左右同时乘以一个声压变化值，然后在一定区域内对体积积分，∫∫∫=+∂∂)()}({}{)()})({}({)(1222S d P L P n vol d P L P L vol d t P P c T S T vol vol δδδ（1-8） 其中：vol 为一定区域的体积P δ为一定的声压变化值S 为声压向量所指向的表面}{n 界面的单位法向量S 在声固耦合界面问题中，面被视为界面，由于简化假设，流体的动量方程中法向声压梯度与结构的法向加速度在界面处遵循以下规律： S 220}{}{}{}{tU n P n ∂∂⋅−=∇⋅ρ （1-9） 其中为结构在界面处的位移向量}{U 用矩阵形式表示，即为⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂−=⋅}{}{}}{{}{220U t n P L n TT ρ （1-10） 把1-10式代入式1-8，积分变为：)(}{}{)()})({}({)(1220222S d U t n P vol d P L P L vol d t P P c ST T vol vol ∫∫∫⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂−=+∂∂δρδδ （1-11）2、声场流体问题中矩阵的推导：方程1-11中包含的变量有：声压P ，结构位移u, v, w 。
声学基础文档
声学基础1. 声音的定义和特性声音是由物体振动产生的机械波在空气或其他介质中的传播所引起的感觉或听觉体验。
声音是一种能量，以波动的形式传播。
常见的声音特性有音调、音量和音色。
音调是指声音的频率特性，决定了声音的音高。
频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。
音量是指声音的强度或响度。
音量的单位是分贝（dB），它是一个对数单位，用来量化声音的强弱。
音色是指声音的质地或特点，决定了声音的品质和区别。
每个声音都有独特的音色，这是由声音的频谱成分和谐波组成来决定的。
2. 声音的传播声音是通过物质媒介的振动传播的。
空气是最常见的媒介，但声音在其他媒介中也可以传播，如水、金属等。
当一个物体振动时，它会在周围的介质中产生一系列的压缩和稀疏波，称为机械波。
这些波通过分子的碰撞传播，沿着波的传播方向形成了波峰和波谷。
声音的传播速度取决于介质的性质和温度。
在空气中，声音的速度约为340米/秒。
声音传播的距离与时间之间的关系可以用声音的传播公式来描述：距离 = 速度 × 时间3. 声音的产生声音的产生是由物体的振动引起的。
当一个物体振动时，它会向周围传播机械波，并在空气中制造了声音。
一般来说，声音的振动是由物体的某种能源提供的。
常见的声音产生源包括乐器、人的声带、机械设备、风等。
在乐器中，不同的乐器通过不同的方式产生声音。
例如，钢琴通过击打弦和音板来发声，吹管乐器通过气流的振动来产生声音。
人的声带是声音的主要产生器。
当气流从肺部通过声门时，声带开始振动，产生声音。
人的口腔和鼻腔的共鸣器官会改变声音的音色，形成不同的语音和音调。
4. 声音的接收与听觉声音的接收是通过听觉器官进行的。
人类的听觉器官是耳朵，它包括外耳、中耳和内耳三部分。
外耳由耳廓和外耳道组成，它的作用是收集声音并将其传送到耳膜。
耳廓能够帮助我们感知声音的方向和位置。
中耳包括鼓膜和三个小骨头：锤骨、砧骨和镫骨。
当声音到达耳膜时，它使鼓膜振动，并通过传导链传递到内耳。
声学基础2_管道声学
1第2章声波在管中的传播声学基础2.1 前言2.2 声机电类比2.3 均匀有限长管内的声波传播2.4 突变截面管内的声波传播2.5 旁支管内的声波传播2.6 声传输线阻抗转移公式2.7 截面连续变化管内的声波传播2.8 声波导管理论2管道声学基本概念第2章声波在管中的传播研究管道传声问题必要性管状发声器件，如木管乐器、号筒式扬声器、箱式扬声器重要的研究环境，吸声材料的声阻抗与吸声系数的测量，传声器灵敏度校正，对其它声学参量的测量与声学现象解释。
管道消声，如大型强力风机、燃气轮机、喷气装置，汽车尾气排放管等，带来进排气传播强噪声危害，如何消除或减弱它们是很重要的.管道平面波特性平面波特性－振幅不随距离变化，一般声源－无法获取平面波，波阵面扩大，振幅随距离减弱，如球面波管道可以产生平面波，如地道战中的传声管道－远距离传声，听诊器－可听取病人心肺的微弱病态声音，将心肺运动声音聚集到较细的管道，使能量不发散首先假设管中以平面波方式传播，研究传播特性，再研究如何在管中获得平面波及平面波不能单纯存在时管中声传播特性等2.1 前言3研究管道传声问题必要性管状发声器件，如木管乐器、号筒式扬声器、箱式扬声器重要的研究环境，吸声材料的声阻抗与吸声系数的测量，传声器灵敏度校正，对其它声学参量的测量与声学现象解释。
管道消声问题，如大型强力风机、燃气轮机、喷气装置，汽车尾气排放管等，带来进排气传播强噪声危害，如何消除或减弱它们非常重要管道平面波特性平面波特性－振幅不随距离变化，一般声源－无法获取平面波，波阵面扩大，振幅随距离减弱，如球面波管道可以产生平面波，如地道战中的传声管道－远距离传声，听诊器－可听取病人心肺的微弱病态声音，将心肺运动声音聚集到较细的管道，使能量不发散首先假设管中以平面波方式传播，研究传播特性，再研究如何在管中获得平面波及平面波不能单纯存在时管中声传播特性等。
第2章声波在管中的传播2.1 前言4§2.2 电－力－声类比电磁振荡、力学振动、和声振动的物理现象不同，描述对象不同，但在数学上均表现为微分方程，集中参数系统为常微分方程，分布参数系统为偏微分方程；数学形式的相似在一定程度上反映这三类物理现象在物理本质上存在某些共同规律，表明处理方法可在某种程度上相互借用，即可进行类比：电－力－声类比第2章声波在管中的传播5§2.2 电－力－声类比基本概念电－力－声类比类比：在不同领域互相借用处理方法的技术；历史上力学振动比较透彻的研究－>电振荡规律，如用力学共振图像解释电的谐振现象；电路理论和电路图发展非常成熟，可以简化电振荡分析，以图解的形式形象地描述元件间的关系，通过电路图分析直观、迅速地分析出系统的工作状态与特点，不必建立并求解微分方程，对于复杂系统尤其适用电路图－>力学、声学－力学线路图，声学线路图；称为线路图类比；电路元件－电感、电阻、电容等；力学元件－质量、力阻（阻尼）、力顺（刚度的倒数）等；声学元件－声质量、声阻、声抗等；第2章声波在管中的传播6电、力、声各有不同研究对象，各有特殊性，不能盲目运用类比方法集中参数系统：唯一变量为时间，如弹簧振子分布参数系统：与时间及空间均有关，如弦、棒、膜、板的振动及声波传播等对于集中参数系统，线路图类比；对于分布参数系统，必须通过微分方程类比进行研究；电声器件如扬声器，传声器等需要同时考虑电、力、声的关系，将之视为集中参数系统，运用电－力－声类比具有优越性本节简单地介绍集中参数系统的电－力－声类比。
音乐声学基础理论
音乐声学基础理论引言音乐作为人类文化的重要组成部分，是人们生活中不可或缺的一部分。
音乐通过声音传达情感和表达艺术，但音乐的背后却隐藏着一门复杂的科学——音乐声学。
音乐声学涵盖了声波的传播和人耳对声音的感知等多个领域，为我们理解和欣赏音乐提供了基础。
声音的特性声音是由物体振动产生的机械波，它需要媒介（如空气、水、固体等）来传播。
声音的主要特性包括频率、振幅和波形。
•频率：声音的频率决定了我们听到的音调高低。
频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。
单位为赫兹(Hz)。
•振幅：声音的振幅决定了声音的音量。
振幅越大，音量越大；振幅越小，音量越小。
•波形：声音的波形描述了声音振动的形状。
不同波形的声音具有不同的音色。
音乐的音调和音乐音高音乐是由一系列音符组成的。
音符是音乐的基本单位，音符有自己特定的音调。
音调由音高和音色两个因素决定。
•音高：音高是指音符的频率，它决定了音符的音调高低。
音高越高，音符的频率就越高，音调就越高。
•音色：音色是指不同乐器和人声发出的相同音高的声音在听觉上的区别。
不同乐器和人声具有不同的谐波分布和音色特点，这使得它们在相同音高的情况下听起来不同。
音符的音高和音色对于音乐的表达至关重要。
通过改变音符的音高和音色，音乐可以表达不同的情感和意义。
音乐的节奏和音乐节拍音乐不仅有音调，还有节奏。
节奏是指音乐中一系列有规律的强弱、长短变化。
音乐节奏的基本单位是音符的持续时间。
•时值：音符持续的时间被表示为时值，用四分音符作为基准。
例如，一个八分音符的时值是四分音符的一半。
•节拍：音乐中的基本单位时间被称为节拍。
节拍的强弱和分布方式构成了音乐的节奏感。
音乐的节奏和音乐节拍决定了音乐的速度和韵律感。
不同的节奏和音乐节拍可以呈现出不同的风格和氛围，在音乐中扮演着重要的角色。
音乐的共鸣和音乐谐波当声音通过乐器或人体发出时，除了主音外，还会产生一系列谐波。
这些谐波以不同的振幅和频率存在，与主音共同形成了音乐的谐波组合。
上海交大考博参考书目
上海交大考博参考书目上海交大部分考试科目参考书目010船舶海洋与建筑工程学院2201流体力学《水动力学基础》，刘岳元等，上海交大出版社 2202声学理论《声学基础理论》，何祚庸，国防工业出版社2203高等工程力学（理力、材力、流力、数学物理方法）（四部分任选二部分做）《理论力学》，刘延柱等，高等教育出版社；《材料力学》，单祖辉，北京航空航天大学出版社；《流体力学》，吴望一，北京大学出版社；《数学物理方法》，梁昆淼，高等教育出版社 2204结构力学《结构力学教程》，龙驭球，高等教育出版社3301船舶原理《船舶静力学》，盛振邦，上海交大出版社；《船舶推进》，王国强等，上海交大出版社；《船舶耐波性》，陶尧森，上海交大出版社；《船舶阻力》，邵世明，上海交大出版社3302振动理论（I）《机械振动与噪声学》，赵玫等，科技出版社20213303海洋、河口、海岸动力学《河口海岸动力学》，赵公声等，人民交通出版社2000 3304高等流体力学《流体力学》，吴望一，北京大学出版社3305弹性力学《弹性力学》上、下册（第二版），徐芝纶，高等教育出版社 3306振动理论（Ⅱ）《振动理论》，刘延柱等，高等教育出版社20023307钢筋混凝土结构《高等钢筋混凝土结构学》，赵国藩编，中国电力出版社 3308地基基础《土工原理与计算》（第二版），钱家欢、殷宗泽，水利电力出版社020机械与动力工程学院2205计算方法《计算方法》，李信真，西北工业大学出版社 2206核反应堆工程《核反应堆工程设计》，邬国伟3309工程热力学《工程热力学》（第三版），沈维道；《工程热力学学习辅导及习题解答》，童钧耕3310传热学《传热学》（第三版），杨世铭3311机械控制工程《现代控制理论》，刘豹；《现代控制理论》，于长官 3312机械振动《机械振动》，季文美3313生产计划与控制《生产计划与控制》，潘尔顺，上海交通大学出版社3314机械制造技术基础《机械制造技术基础》，翁世修等，上海交通大学出版社1999；《现代制造技术导论》，蔡建国等，上海交通大学出版社2000 3315现代机械设计《高等机械原理》，高等教育出版社1990030电子信息与电气工程学院2207信号与系统《信号与系统》，胡光锐，上海交大出版社2208电子科学与技术概论《电子科学与技术导论》，李哲英，20212209信息处理与控制系统设计《线性系统理论》，郑大钟，清华大学出版社2002；或《数字图像－59－处理》(第二版)《Digital Image Processing》Second Edition (英文版)，R. C. Gonzalez, R. E. Woods，电子工业出版社2002（从“线性系统理论”或“图像处理”中选考其一） 2210计算机科学与技术方法论《数理逻辑与集合论》，石纯一，清华大学出版社2000；《图论与代数结构》，戴一奇，清华大学出版社1995；《组合数学》，Richard A. Brualdi著，卢开澄等译，机械工业出版社20012211数字信号处理（I）《数字信号处理（上）》，邹理和；《数字信号处理（下）》，吴兆熊，国防工业出版社2212电力系统分析与电力电子技术《电力电子技术基础》，金如麟，机械工业出版社，或《电力系统分析（上册）》，诸骏伟，中国电力出版社1995；《电力系统分析（下册）》，夏道止，中国电力出版社19953316网络与通信《数字通信》（第四版），Proakis，电子出版社（必考，占30％）：另按照专业加考70％：无线通信方向、信息安全方向，《数字通信》（第四版），Proakis，电子出版社；或光通信方向，《光纤通信系统》（第3版）, GovindP.Agrawal，国外大学优秀教材-通信系列（影印版）；或数据通信网络方向，《Computer Networks》（Fourth Edition），Pearson Education Andrew S.Tanenbaum，Vrije Universiteit，Amsterdam，The Netherlands，翻译版：潘爱民译，书号7302089779，清华大学出版社20213317信号与信息处理信号处理方向：《Discrete-Time Signal Processing》(Second Edition)， Alan V. 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Taneubaum,清华大学出版社；《Computer Architecture: A Quantitative Approach》（3rd edition）， Patterson,D.and Hennessy,J.，San Mateo, California: Morgan Kaufman Publishers2002，机械工业出版社影印出版3327现代控制理论《现代控制理论》，刘豹，机械工业出版社 3328现代传感器技术《传感器技术》，贾伯平，东南大学出版社3329电力传动控制系统《电力拖动自动控制系统》，陈伯时，机械工业出版社－60－3330电力网络规划与电压稳定《电力网络规划的方法与应用》，程浩忠、张焰，上海科学技术出版社；或《电力系统无功与电压稳定性》，程浩忠、吴浩，中国电力出版社3331电气绝缘在线监测技术《电力设备在线监测与故障诊断》，肖登明，上海交通大学出版社20213332电机理论《交流电机数学模型及调速系统》，陈坚，国防工业出版社；《交流电机及其系统的分析》（第二版），高景德等，清华大学出版社2021036信息安全学院2213信息安全数学基础《信息安全数学基础》，陈恭亮，清华大学出版社20213333密码学基础《密码学理论与实践》（第二版），D.R. Stinson，电子工业出版社2021；《应用密码学》（第二版），Bruce Schneier，机械工业出版社2000050材料科学与工程学院2214材料科学基础及加工原理《材料科学基础》，胡赓祥等，上海交大出版社2021；《材料科学基础辅导与习题》，蔡��、戎咏华，上海交大出版社2021；或《材料加工原理》，徐洲等，科学出版社2021；或《材料加工原理》，李言祥等，清华大学出版社2021（材料科学基础、材料加工原理各100分考题，考生任选其一）3334材料热力学与动力学《材料热力学》（第三版），徐祖耀、李麟，科学出版社2021；或《材料热力学与动力学》，徐瑞、荆天辅，哈尔滨工业大学出版社20213335材料微结构分析《分析电子显微学导论》第一、三章，第五章中5.1和5.2节，戎咏华，高等教育出版社2021；或《金属X射线学》，范雄，机械工业出版社19963336凝固或焊接《凝固过程》（中译本），M. C. Flemings，冶金工业出版社1981；或《焊接过程现代控制技术》，陈善本等，哈尔滨工业大学出版社2001071数学系2215泛函分析《实变函数论与泛函分析》(第二版)，夏道行等，高等教育出版社3337近世代数《代数学基础》(群.环.域.模等部分)，孟道骥，南开大学出版社3338微分几何《微分流形初步》(第二版)，陈维桓，高等教育出版社；《微分几何讲义》(第二版)，陈省身、陈维桓，北京大学出版社072物理系2216量子力学《量子力学》卷I、卷II (第三版)，曾谨言2217物理光学《物理光学》，梁铨廷，机械工业出版社；或《物理光学与应用光学》，石顺祥等，西安电子科学技术大学出版社2000；或《物理光学》，范少卿等，1990；或《应用物理光学》，严瑛白，清华大学出版社19903339高等光学《光学原理》，M. Born，世界图书出版公司3340固体物理学《固体物理学》（上、下册），方俊鑫、陆栋，上海科学技术出版社3341电动力学《电动力学》（第二版），郭硕鸿等，高等教育出版社－61－3342半导体物理《半导体物理》，刘恩科等，国防工业出版社；或《半导体物理学》，刘恩科等，电子工业出版社3343工程光学《工程光学》，郁道银、谈恒英，机械工业出版社080生命科学技术学院2218生物化学（I）《生物化学》，沈同，高等教育出版社2219病理学《病理学》（七年制规划教材，临床医学专业用），李甘地，人卫版2240微机原理与微机接口《微型计算机原理与接口技术》，吴秀清，中国科技大学出版社 3304高等流体力学《流体力学》，吴望一，北京大学出版社 3375细胞生物学《细胞生物学》，翟中和，高等教育出版社 3344分子生物学《现代遗传原理》，徐晋麟等，科学出版社 3345微生物学（I）《微生物学》，沈萍，高等教育出版社20003346生理学《生理学》（七年制规划教材，临床医学专业用），姚泰，人卫版 3347数字信号处理（Ⅱ）《数字信号处理》（上、下），吴兆雄，国防工业出版社090人文学院2220科学史导论《科学史》，W.C.丹皮尔，商务印书馆1979或广西师范大学出版社2001；《科学的历程》（第二版），吴国盛，北京大学出版社2002；《中国科学技术史稿》（上下册），杜石然等，科学出版社19823348科学哲学导论《科学究竟是什么》，A.F.查尔莫斯，商务印书馆1982或河北科学技术出版社2002；《科学哲学：当代进阶教程》，亚历克斯・罗森堡，上海科技教育出版社2021110化学化工学院2221聚合物材料结构与性能《高聚物的结构与性能》，马德柱等，科学出版社；《高分子物理》，何曼君，复旦大学出版社2222物理化学（含结构与波谱化学）《物理化学》（第四版），傅献彩等，高等教育出版社1990；《结构化学基础》（第三版），周公度，北京大学出版社2002；《有机化合物结构鉴定与有机波谱学》（第二版），宁永成，科学出版社20003349高分子合成化学《高分子化学》，潘祖仁，化学工业出版社；《高分子化学》，自然科学基金委，化学工业出版社3350高等无机化学《普通无机化学》，严宣生，王长富，北京大学出版社1999；《催化原理》，吴越，高等教育出版社20013351化学反应工程与催化《化学反应工程与催化》，李绍芬，化学工业出版社；《催化原理》，吴越，高等教育出版社20013352高等有机化学《高等有机化学》，F. A凯里、R. J 森德伯格，人民教育出版社3376仪器分析《仪器分析教程》，北京大学化学系仪器分析组，北京大学出版社；《仪器分析》（第三版），朱明华，高教出版社2000120安泰经济与管理学院－62－2223经济学《微观经济学》（第四版），平狄克，鲁宾费尔德，中国人民大学出版社2000；《微观经济学：现代观点》（第六版），H・范里安，上海三联书店；《宏观经济学》（第五版），曼昆，中国人民大学出版社；《宏观经济学》（第二版），奥利维尔・布兰查德，清华大学出版社2224管理学《管理学》（第七版），（美国）斯蒂芬・P・罗宾斯，中国人大出版社2021；《管理学》（第十版），Koontz，经济科学出版社19983353统计学《概率论与数理统计教程》，魏宗舒，高等教育出版社1983；《概率论与数理统计》（第三版），盛骤等，高等教育出版社20013354运筹学《运筹学》（修订版），运筹学编写组，清华大学出版社20213355计量经济学《Introductory Econometrics：A Modern Approach 》，Jeffrey M. Wooldridge，South-Western College Publishing，清华大学出版社(影印本)；《计量经济学导论：现代观点》，J.M.伍德里奇，中国人民大学出版社3356农业经济学《资源、农业与食品经济学》（第2版），韦斯利・D・塞茨等，田志宏等译，中国人民大学出版社3374战略管理《战略管理》，王方华、吕巍，机械工业出版社2021130国际与公共事务学院2225中国特色社会主义理论与实践《邓小平文选》（第二、三卷），人民出版社1993/1994；《“三个代表”重要思想概论》，中华人民共和国教育部，中国人民大学出版社20213357当代中国政治与政策《政府过程》，胡伟，浙江人民出版社1998/上海人民出版社2021；《理解公共政策》，托马斯?戴伊，华夏出版社2021140外国语学院1102日语（二外）《日语中级阅读》、《日语高级阅读》，日本语教育教师协会（Jaltta），上海外语教育出版社1103法语（二外）《法语》（1―4册），马晓宏，外语教学与研究出版社1104德语（二外）《基础德语》，王志强等；《中级德语》，樊迪生，同济大学出版社2226语言学Linguistics: An Introduction，Andrew Radford，外语教学与研究出版社； Course in General Linguistics，F.de Saussure ，外语教学与研究出版社；Linguistic Theory:The Discourse of Fundamental Works，Robert de Beaugrande，外语教学与研究出版社3358英语写作不指定参考书目150农业与生物学院2227分子生物学原理《现代分子生物学》（第二版），朱玉贤、李毅，高等教育出版社2002；《基因工程原理》（第二版），吴乃虎，科学出版社20012228植物生物化学与分子生物学《植物生物化学与分子生物学》，B.B.布坎南等主编；瞿礼嘉等主译，科学出版社20212210计算机科学与技术方法论《数理逻辑与集合论》，石纯一，清华大学出版社2000；《图论与－63－感谢您的阅读，祝您生活愉快。
声学理论与仿真
假设管道的横截面分别为S1和 S2 后面的管道成为前面管道的声负载，在分界面处有入射波、反射波和透射波
pi
=
p e j (ω t − kx ) ai
pr
=
p e j (ω t + kx ) ar
pt
=
p e j (ω t − kx ) at
它们相应的质点速度（particle velocity）为
只要听起来和这个1KHz纯音 一样响，其响度级就是80方；
声波的反射、折射和透射
声波在两中媒质的分界面上 满足下面两个边界条件
声压连续
p ia + p ra = p ta
法向质点振速连续
via + v ra = vta
声波的反射、折射和透射
声波的叠加原理
p = p1 + p2
情况1：频率相同且有固定相位差的声波叠加（干涉现象）
vi
=
pai ρ0cc
e j(ωt −kx)
vr
=−
par ρ0cc
e j (ωt+kx)
vt
=
pat ρ0cc
e j (ωt−kx)
声波在管中的传播
分别面处（x = 0）的边界条件：
（1）声压连续
p ai + p ar = p at
（2）体积速度连续
S1(vi + vr ) = S 2vt
声压比：
tI
=| t p
|2 =
Rb2
+
X
2 b
⎜⎛ ⎝
ρ0cc 2S
+
Rb
⎟⎞2 ⎠
+
X
2 b
共振式消声器
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➢和 A计权关系径密切
计权声压
等响曲线
三、人耳听觉特征
响度
频率
(Hz)
10 12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400
A 计权
-70.4 -63.4 -56.7 -50.5 -44.7 -39.4 -34.6 -30.2 -26.2 -22.5 -19.1 -16.1 -13.4 -10.9 -8.6 -6.6 -4.8
-0.8 16000
-0.4 20000
A 计权 B 计权 C 计权 D 计权
-3.2 -0.3 -0.0 -0.3 -1.9 -0.1 -0.0 -0.5 -0.8 -0.0 -0.0 -0.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.6 -0.0 -0.0 2.0 1.0 -0.0 -0.1 4.9 1.2 -0.1 -0.2 7.9 1.3 -0.2 -0.3 10.4 1.2 -0.4 -0.5 11.6 1.0 -0.7 -0.8 11.1 0.5 -1.2 -1.3 9.6 -0.1 -1.9 -2.0 7.6 -1.1 -2.9 -3.0 5.5 -2.5 -4.3 -4.4 3.4 -4.3 -6.1 -6.2 1.4 -6.6 -8.4 -8.5 -0.7 -9.3 -11.1 -11.2 -2.7
三、人耳听觉特征倍频程 Nhomakorabea三、人耳听觉特征
倍频程
三、人耳听觉特征
响度
➢响度是判断声音强弱的一种属性，主要叏决亍声音的强度，也和频率有关（人 耳的拾振、传递等系统都和频率有关） ➢正常的听觉强度范围为： -5dB~130dB
三、人耳听觉特征
响度
等响曲线、响度级、响度 ➢人耳对 100Hz 一下的低频声丌敏感，对 2000~5000Hz 敏感，最敏感的 3000Hz 左右（和耳道共振有关） ➢响度级（方）： 1000Hz 的纯音为基准音，它的声压级和响度级数值相等 ➢声压级较小，频率低，声压级和响度级差别径大；
三、人耳听觉特征
音色 ➢在収声频率和响度相同的情冴下，区分丌同的声音 ➢乐器、人或物体収声，都包含多个频率，可以分解为 若干个频率的叠加 ➢频率最低的称为基音，其它的谐音称为泛音， 泛音成分及组合不同 ，音色即丌同 ➢低频泛音强， 低沉浑厚 ；中频泛音强， 自然和谐 ；高频泛音强， 明亮清澈 ➢按照和基音的和谐程度，泛音可以分为：完全协和、丌弯全协和、丌协和
设r0处为 L(r0)=20lgP ro/P ref 则r处为 L(r)=20lgP r /P ref= L(r0)- 20lg(r/r0)
柱面波 p(r, t ) A e j (t kr ) r
距离加倍， Lp 衰减3dB
设 r0处为 L(r0)=20lgP ro /P ref 则 r处为 L(r)=20lgP r /P ref= L(r0)- 10lg(r/r0)
声 压 级
二、信号处理简介
信号 时域分析 频域分析 时频分析
二、信号处理简介
信号 时域分析 频域分析 时频分析
二、信号处理简介
信号
简介
信息： 从客观世界获得的新知识或者对客观事物収出的新要求 ,它是发化的，丌 可预知的。
消息：通信技术中，通常把语言、文字、图像或数据等统称为消息， 在消息中 含有一定数量的信息。
波动方程
二、声波的描述及传播
波动方程
二、声波的描述及传播
声波的描述
声压
大气压叐到声波扰动后产生的 变化， 相当亍在大气压强上的叠加一个 声波扰动引起的压强发化
p P P0
➢瞬时声压 ：某一瞬时的声压
➢有效声压 ：一定时间内声压的均方根值
prms
1 T
T 0
p2
(t
)dt
p(t)
p(t)
1 、声学现象及机理
声级的运算
➢声压级丌能直接相加，能量可以直接相加 p 2=P 12+P 22+…+P n2 Lp =10lg(p2/p02)=10lg(10 0.1L p1 +…+10 0.1L pn )
➢相同的声源叠加声压级增加 3dB ➢两个声源相差 10dB，低声压级的声源的影响可忽略 ➢一般来说，人耳对 3dB的差异会明显感觉到差异
t
t
➢实际应用中未指明的都是指有效声压 ➢ 不声功率、观察点、所处环境有关
二、 声波的描述及传播
声波的描述
声能量和声能量密度
声能量 ：由亍声振动使媒质具有的动能和势能
➢ 声场中叏一个足够小的体积元，原始的体积、压力和密度分别为： P0 、0、V0
➢ 动能：由亍声扰动使体积元得到的动能为：
➢ 势能：由亍声扰动使体积元得到的势能为：
传播的距离）
c T c / f
二、声波的描述及传播
波正面及声线 波阵面
➢空间，同一时刻相位相同的各点的轨迹曲线 ➢根据波正面的形状可以将声波分为丌同的类型
声线 ： ➢声源収出，代表能量传播方向的直线 ➢在各向同性的介质中，代表波的传播方向，且处处不波正面垂直的直线
二、声波的描述及传播
三种典型的波
➢传播的只是往复运动形式，空气质点并丌被带走 而只是在原来位置附近振动
➢声波的频率和振动的频率相同，但声速丌同
二、声波的描述及传播
声波的传播 周期： 质点振动往复一次所需要的时间 频率：一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹（ Hz ） 声速：声波在介质中的传播速度，一般而言固体＞液体 >气体 （密度、温度等相关） 波长：声波两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离（声源每振动一次，声波
➢ 总能量：
E V0
p2 22
2v
20
0 c0
1 Ek 2 ( V0 0 )v2
Ep
V0 p2 2 c0 02
声能量密度 ： 单位体积媒质所含有的声能量
二、声波的描述及传播
声波的描述 声强 ➢ 在声传播方向上，单位时间内垂直通过单位面上的声能量，即声音的强度 ➢ 声强是矢量，其指向即为声波传播方向
130 120 110 100 90
80 70 60 50 40 30 20 10 0-人听力的极限
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图书馆
1 、声学现象及机理
平面波 p pa e j (t kx )
Lp不随距离变化
球面波 p(r, t ) A ej (t kr ) r
距离加倍， Lp 衰减 6dB
相位： 2 ft 0
一、振动
自由振动
自由振动微分方程：mx cx kx0 固有频率： n 2 f mk 阻尼比： = c
2 mk
一、振动
强迫振动
目录
一、振动 二、声波的描述及传播
三、人耳听觉特征
二、声波的描述及传播
波动方程
二、声波的描述及传播
波动方程
二、声波的描述及传播
波动方程
二、声波的描述及传播
加 法 曲 线 图
1 、声学现象及机理
声级的运算
减 法 曲 线 图
1 、声学现象及机理
声级的运算
以下9个等式有几个是正确的? 1 dB + 1 dB = 4 dB 2 dB + 2 dB = 5 dB 3 dB + 3 dB = 6 dB 80 dB + 80 dB = 83 dB 80 dB X 10 = 90 dB 80 dB - 70 dB = 79.5 dB 80 dB - 77 dB = 77 dB
平面波 ➢声压丌随距离发化 球面波 ➢声压随距离反比发化 柱面波
➢声压随距离的平方根反比发化
二、声波的描述及传播
声波的反射和透射
二、声波的描述及传播
声波的反射和透射
二、声波的描述及传播
声波的反射和透射
二、声波的描述及传播
隔声量
二、声波的描述及传播
隔声量
二、声波的描述及传播
声波的干涉
二、声波的描述及传播
声波的干涉
二、声波的描述及传播
声波的干涉
二、声波的描述及传播
声波的干涉
二、声波的描述及传播
声场 声音传播的空间形成 声场 近场与远场
– 近场 :在丌足两倍机器尺寸或所収声波最低频率的一个波长距离之内（二 者中叏大者）；大亍此距离，称为 远场
1 、声学现象及机理
声场
自由场 ：只有直达声，无反射声的声场 混响场：声音多次反射后形成的均匀声场，声能量均匀分布 压力场 ：声波波长比所处腔体大的时候
人的声强感受与声压变化呈非线性关系
二、声波的描述及传播
声波的描述
声压级
声压和参考声压的比值叏 10为底的对数再乘以 20，即：
p Lp 20lg
P0
声压级的单位是 分贝
冲击钻 办公室
森林中
P0 2 105 Pa
声压 (Pa) 声压级 （dB）
200
140人能忍受的极限
20 2 0.2 0.02 0.002 0.0002 0.00002
信号：一般指电信号，通常是指随时间发化的电压和电流，也可以是电荷或磁 通以及电磁波等，信号是消息的表现形式或运载工具，而消息则是信号的具体内 容，消息蕴涵亍信号之中。
信号的描述： 信号一般可表示为一个或多个发量的凼数，也可用图像、曲线及 一组数据表示。
D 计权
频率 (Hz)
-26.6 500
-24.6 630
-22.6 800
-20.6 1000
-18.7 1250
-16.7 1600
-14.7 2000
-12.8 2500
-10.9 3150
-9.0 4000
-7.2 5000
-5.5 6300