经典声学发展史.ppt
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《声学知识科普》PPT课件
伟大的音乐家贝多芬耳聋后就是用牙咬住木棒的一端，另一 端顶在钢琴上听自己演奏的琴声。
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20
声音的量度
我们听起来，有的声音大，有的声音小，那么究竟用什么尺 度来衡量声音的大小呢？
原来声波是疏密波，它使空气时而变密，时而变稀。空气变 密，压强就增高；空气变稀，压强就降低。这样，由于声波的 存在，使大气压产生迅速的起伏。这个起伏部分称为声压，声 压越大，声音越强，声压越小，声音越弱，人们就用声压作为 衡量声音大小的尺子。
线声源---平面波
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16
声波的衰减
在大多数情况下在大多数实际情况下，可以近似地认为声波 在声源附近具有球面波形状。球面波的强度与离开声源距离的 平方成反比而降低，即当离声源的距离增为2、3、4、5倍时， 声音的强度将相应地减为 、 、1 、1 。1 1
这是因为声源每秒钟发出的能4 量是9 一16 个2恒5 量，离开声源的距 离越大，能量的分布面也越大，因此，通过单位面积的能量就 越小。这也就是离声源距离越近，声音越强，离声源的距离越 远，声音越弱的原因。这叫做声波的距离衰减。
敲一下音叉，它就会一来一回的摆动。这个有规则的摆动就 叫振动。音叉往返一次算作一次振动，每秒振动的次数叫频率， 用 来表示，单位是赫。1千赫或1000赫表示每秒经过一给定 点的声波有f 1000个周期。
但不是所有的振动人耳都听得见，只有频率为20～20000 赫的振动人耳才能产生声音的感觉。低于20赫的声波叫次声， 高于20000赫的声音叫超声。
正常人耳刚刚听到的得声音的声压称为可听阈声压，而当声 压使人耳产生疼痛感觉称为痛阈声压。
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21
声压级
但是从听阈到痛阈，声压的绝对值相差一百万倍。用声压的 绝对值来表示声音的强弱是很不方便的。
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声音的量度
我们听起来，有的声音大，有的声音小，那么究竟用什么尺 度来衡量声音的大小呢？
原来声波是疏密波，它使空气时而变密，时而变稀。空气变 密，压强就增高；空气变稀，压强就降低。这样，由于声波的 存在，使大气压产生迅速的起伏。这个起伏部分称为声压，声 压越大，声音越强，声压越小，声音越弱，人们就用声压作为 衡量声音大小的尺子。
线声源---平面波
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声波的衰减
在大多数情况下在大多数实际情况下，可以近似地认为声波 在声源附近具有球面波形状。球面波的强度与离开声源距离的 平方成反比而降低，即当离声源的距离增为2、3、4、5倍时， 声音的强度将相应地减为 、 、1 、1 。1 1
这是因为声源每秒钟发出的能4 量是9 一16 个2恒5 量，离开声源的距 离越大，能量的分布面也越大，因此，通过单位面积的能量就 越小。这也就是离声源距离越近，声音越强，离声源的距离越 远，声音越弱的原因。这叫做声波的距离衰减。
敲一下音叉，它就会一来一回的摆动。这个有规则的摆动就 叫振动。音叉往返一次算作一次振动，每秒振动的次数叫频率， 用 来表示，单位是赫。1千赫或1000赫表示每秒经过一给定 点的声波有f 1000个周期。
但不是所有的振动人耳都听得见，只有频率为20～20000 赫的振动人耳才能产生声音的感觉。低于20赫的声波叫次声， 高于20000赫的声音叫超声。
正常人耳刚刚听到的得声音的声压称为可听阈声压，而当声 压使人耳产生疼痛感觉称为痛阈声压。
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21
声压级
但是从听阈到痛阈，声压的绝对值相差一百万倍。用声压的 绝对值来表示声音的强弱是很不方便的。
《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。
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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。
声学的发展历史过程
声学的发展历史过程声学的发展历史过程声音是人类最早研究的物理现象之一。
世界上最早的声学研究工作主要在音乐方面。
《吕氏春秋》记载，黄帝令伶伦取竹作律，增损长短成十二律；伏羲作琴，三分损益成十三音。
三分损益法就是把管(笛、箫)加长三分之一或减短三分之一，这样听起来都很和谐，这是最早的声学定律。
传说在古希腊时代，毕达哥拉斯也提出了相似的自然律，只不过是用弦作基础。
古代对声本质的认识与今天的声学理论很接近。
在东西方，都认为声音是由物体运动产生的，在空气中以某种方式传到人耳，引起人的听觉。
对声学的系统研究是从17世纪初伽利略研究单摆周期和物体振动开始的。
从那时起直到19世纪，几乎同时代所有杰出的物理学家和数学家都对研究物体的振动和声的产生原理作过贡献。
声的.传播问题很早就受到了注意，早在2000年前，中国和西方就都有人把声的传播与水面波纹相类比。
1635年就有人用远地枪声测声速，以后方法又不断改进。
1738年，巴黎科学院的科学家利用炮声进行测量，得到0℃时空气声速为332m/s。
1827年瑞士物理学家丹尼尔和法国数学家斯特姆在日内瓦湖进行实验，得到声在水中的传播速度是1435m/s,这在当时“声学仪器”只有停表和人耳的情况下，是非常了不起的成绩。
人耳能听到的最低声强约为10-12W/m2,在1000Hz时相应的空气质点振动位移约是10-11m，可见人耳对声的接收本领确实惊人。
19世纪中就有不少人耳解剖的工作和对人耳功能的探讨，1843年发现著名的电路定律的欧姆提出，人耳可把复杂的声音分解成谐波分量，并按分音大小判断音色的理论。
在欧姆声学理论的启发下，人们开展了听觉的声学研究(以后称为生理声学和心理声学)，并取得了重要的成果，其中最有名的是亥姆霍兹的《音的感知》。
至今完整的听觉理论还未能形成，目前人们对声刺激通过听觉器官、神经系统到达大脑皮层的过程有所了解，但这过程以后大脑皮层如何进行分析、处理、判断还有待进一步研究。
优质课件(2022-2023)第1章录音声学绪论
第1章绪论
图1.3.1（第4页）是声学各分支学科与各科学门类之间关系 的一例。可以看出，声学的近代发展已经到了“无孔不入” 的程度。由于声学具备着现代科学的各门学科相互交叉，从 而形成边缘学科的特点，然而人们对许多声学的问题还只停 留在感性认识的阶段。但是声学不断地开辟着新的科学和技 术的生长点，它却生动地反映了近代声学飞跃发展的客观事 实。
第1章绪论
我国古代，对声学的研究和利用做出了突出的贡献。 例如，在黄帝时就有了五声音节；出土的战国时期乐器的 编钟，天坛回音壁的建造等等，无不说明了我古代的声学 研究和应用的水平。 到了二十世纪，声学的研究更是发展很快。声纳对水下目 标的探测，地震的探测，以及伴随电子技术的出现、发展， 声学研究与应用渗透到许多领域。
录音声学应该说是近年来声学发展的新增长点之一。
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第1章绪论
第1章绪论
4 录音声学基础与影视声音
从图1.3.1中可以看出，声学基础(亦称“物理声学”) 是声学各分支学科的理论基础；各分支声学学科是从它与 其他学科的结合中派生出来的。显然，录音声学基础是为 影视录音、声音艺术的创造、声音的传播及其工程技术提 供所必须具备的基础知识。
第1章绪论
4 电力声类比—— 对录音声学所涉及的力学、电学和声 学不同学科系统（领域）通过数学方程的相似，用电路理论 解决声学问题的基本方法
5 声音的主观感觉与评价 6 室内声学理论与环境声学的控制—— 波动声学、统计 声学、噪声控制（隔声与吸声） 7 声的接受、辐射及其扩声—— 传声器、扬声器原理， 扩声要求与方法
现代的影视声音包括电影电视声音的创作与欣赏两大 部分。影视录音已经是现在影视艺术创作的基本手段。录 音中的声学问题包括声音的产生、传播、接收和效应几个 基本内容。在电影电视中，“录音”已不再是“将声能转 换成其他形式并加以保存的技术”，它是电影电视声音创 作的手段。
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
声学基础 经典声学发展史
1816年，Laplace对声音的传播做出了大胆的假设; 1820年, S.D.Poisson攻破了压缩性波在三维流体 介质中传播的难题。
一、前言
声音的接收
1830年，F.Savart确定人耳最低听觉频率和最 高听觉频率; 1843年，George 提出人耳有能力把复杂音调分 析成一系列简单的谐音的理论; Helmholtz给出了人耳机制的详细阐述，即所谓 的共鸣理论;
二、声音的产生
他发现当把两根拉直 的弦底部扎牢时，高音是 从短的那根弦发出的。
二、声音的产生
意大利的Galileo Galilei在他1638年出版的 第一版《关于两种新科学 的对话》里的《第一天》 的最后，谈及了钟摆的周 期与振幅无关，而只依赖 于决定振动频率的悬线的 长度的问题。 “First Day” of Dialogues concerning Two New Sciences
一、前言
声音的产生
1766年，Euler论文第四部分全部都是有关管道中 的声波的研究; 1822年,Fourier提出了序列扩展理论，第一次用 无穷级数表示振动弦的初始形状; 瑞利Lord Rayleigh和他的继承者们对电声学做出 的巨大的贡献。
一、前言
声音的传播 1660年，Boyle利用真空气泵实验证明，空气是 声传播的一种媒介;
二、声音的产生
经典声学的发展离不 开数学理论的突飞猛进。 正是无穷级数泰勒Taylor 定理的发明，我们才可以 第一次给出振动弦的严格 动态解。 1713年，泰勒无穷级数定理。
Brook Taylor 1685.8.18－1731.12.29
二、声音的产生
法国人d‘Alembert 通常被誉为第一个以我们 现在所参考的行波方程的 形式，于1747年给出振动 弦的部分差分方程。他也 得到了行波在弦两端传播 时的通解。
一、前言
声音的接收
1830年，F.Savart确定人耳最低听觉频率和最 高听觉频率; 1843年，George 提出人耳有能力把复杂音调分 析成一系列简单的谐音的理论; Helmholtz给出了人耳机制的详细阐述，即所谓 的共鸣理论;
二、声音的产生
他发现当把两根拉直 的弦底部扎牢时，高音是 从短的那根弦发出的。
二、声音的产生
意大利的Galileo Galilei在他1638年出版的 第一版《关于两种新科学 的对话》里的《第一天》 的最后，谈及了钟摆的周 期与振幅无关，而只依赖 于决定振动频率的悬线的 长度的问题。 “First Day” of Dialogues concerning Two New Sciences
一、前言
声音的产生
1766年，Euler论文第四部分全部都是有关管道中 的声波的研究; 1822年,Fourier提出了序列扩展理论，第一次用 无穷级数表示振动弦的初始形状; 瑞利Lord Rayleigh和他的继承者们对电声学做出 的巨大的贡献。
一、前言
声音的传播 1660年，Boyle利用真空气泵实验证明，空气是 声传播的一种媒介;
二、声音的产生
经典声学的发展离不 开数学理论的突飞猛进。 正是无穷级数泰勒Taylor 定理的发明，我们才可以 第一次给出振动弦的严格 动态解。 1713年，泰勒无穷级数定理。
Brook Taylor 1685.8.18－1731.12.29
二、声音的产生
法国人d‘Alembert 通常被誉为第一个以我们 现在所参考的行波方程的 形式，于1747年给出振动 弦的部分差分方程。他也 得到了行波在弦两端传播 时的通解。
中国古代声学发展简介
中国古代声学发展简介——应物10902 舒浪20世纪70年代，音乐家吕骥、黄翔鹏等人在普查和测试古乐器当中，偶然发现一个编钟壳体能演奏出两个基音。
当时简直不敢完全相信自己的耳朵，因为谁也说不清楚一钟双音的物理机制，一场有否双音钟的争论由此而发。
1978年曾侯乙编钟出土，证实确有双音钟，因为在它的每一钟体的鼓中央与鼓侧旁分明标出两个基音的音高。
这一发现立即引起声学家的重视。
他们以最先进的实验手段揭开了双音钟的奥秘。
一时间，为了弄清古代人的创造发明物的机制，忙坏了今日的音乐界与科学界的学者。
这是湖南教育出版社出版的“中国物理学史大系”《声学史》卷告诉我们的一个故事。
其实中国人民很早就和声音结下了不解之缘，根据神话传说及典籍，在距今五千年前至五六千年前地新石器时代左右，我们的祖先就创造的最早的也是最简单的乐器与舞蹈，当时的音乐并非是用于娱乐而是用来祈福，如打击乐器，管乐器及用以招来雨水，驱除乾旱之舞。
之后逐渐过渡到夏、商时期，根据古典文献记载，此时的音乐舞蹈已经渐渐脱离原始氏族乐舞为氏族共有的特点，它们更多地为奴隶主所占有。
从内容上看，它们渐渐离开了原始的图腾崇拜，转而为对征服自然的人的颂歌。
继而到了周代，西周和东周是奴隶制社会由盛到衰，封建制社会因素日趋增长的历史时期。
西周时期宫廷首先建立了完备的礼乐制度。
在宴享娱乐中不同地位的官员规定有不同的地位、舞队的编制。
总结前历代史诗性质的典章乐舞，可以看到所谓“六代乐舞”，即黄帝时的《云门》，尧时的《咸池》，舜时的《韶》，禹时的《大夏》，商时的《大蠖》，周时的《大武》。
而在周代还有采风的习俗，在民间广泛收集民歌民谣，为后代保留了许多的民间风采，在春秋时期经孔子的删定，形成了我国的第一部诗歌总集——《诗经》。
在秦汉时期，出现了一大批文人琴家相继出现，如嵇康、阮籍等，《广陵散》（《荆轲刺秦王》）、《猗兰操》、《酒狂》等一批著名曲目问世。
唐代宫廷宴享的音乐，称作“燕乐”。
有趣的声学知识课件
音乐家通过研究声音的物理属性和传播特性，创 造出不同音色、音高和节奏的音乐作品，以表达 情感和塑造意境。
声学还为音乐教育和演出提供了技术支持，如音 乐软件的声学模型可以帮助用户更好地理解和创 作音乐作品。
声学在建筑中的应用
建筑声学是研究建筑环境中声 音传播规律和声学问题的学科 ，它旨在创造良好的听觉环境 ，提高建筑的舒适度和功能性
声音。
超声波
频率高于人类听觉上限 的声音，如蝙蝠和海豚
发出的声波。
次声波
频率低于人类听觉下限 的声音，如地震和风产
生的声波。
02
声学现象与原理
回声与反射
总结词
回声是声音遇到障碍物后反射回来的现象，而反射则是声波在界面上发生方向 改变的现象。
详细描述
当声音遇到障碍物时，一部分声波会被吸收，另一部分声波会反射回来。反射 回来的声波形成了回声。障碍物的形状、大小和材质都会影响回声的强度和频 率。
噪音对睡眠的影响
噪音会影响人的睡眠质量 ，导致睡眠不足和失眠。
控制噪音的方法
使用隔音材料、降低音量 和避免长时间暴露在高噪 音环境下。
利用声学原理改善生活环境
利用吸音材料
声音美化
吸音材料可以吸收和减少噪音，如隔 音墙、隔音门等。
利用声音美化技术可以改变声音的音 调和音色，使声音更加悦耳动听。
声学装修
声音艺术在当代艺术中越来越受到关 注， Nhomakorabea不仅拓宽了艺术的表达方式， 还促进了人们对声音的认识和欣赏。
声学在音乐中的应用
音乐是一种以声音为主要表现手段的艺术形式， 声学在音乐中发挥着至关重要的作用。
在音乐制作和录音过程中，声学知识也至关重要 。音乐制作人需要了解声音的反射、吸收和扩散 原理，以便在录音棚和混音室中创造出理想的音 响效果。
语言声学
语言分析
是用分析的方法来研究语言的自然特性。主要内容是:分析语声的时间特性和波长特性，以及发声器官的发声 分析。在说话时，语声是处在语流之中的。从一个短暂的时间窗口去观察语声的声学特性，便是短时频谱分析， 而长时平均频谱则表示语言的统计平均特性。共振峰分析，是根据语音的频谱和语言产生的原理，推算出声道的 共振波长。基波分析，是从语言波中提取出基本波长，其方法既可以是测量基波本身，也可以是利用谐波来求出 基波。基波随时间的变化方式，构成了声调和语调，它们是重要的语声特征。在专用的语言分析设备问世以前， 曾采用浪纹计和示波器分析语言波形，以后又使用滤波器组或波长分析仪。但是，对于大量的多变的语声来说， 这些分析方法都有很大的局限性。因此，对语言特性的认识也受到一定的限制。40年代出现的语图仪，可以把可 听的语言描绘成可见的图样──语图。这便是所谓“可见语言”(见彩图)。
20世纪40年代，一种语言声学的专用仪器——语图仪问世了。它可以把语声的声学特征用语图表示出来，从 而得出了“可见语言”。这对语言声学的发展作出了重要贡献。50年代对语言产生的声学理论开始有了系统的论 述，到了60年代语言声学研究得到了计算工作， 得以在电子计算机上进行。在此基础上，语言声学不论在基础研究方面，还是在技术应用方面，都取得了突破性 的进展。
语言识别
是根据语言信号的声学待征，有时加上语言的结构规则和语意线索，由机器认出输入的语言来。可以根据使 用要求，由机器以不同的方式作出响应，如打印出与该语声相应的文字、符号，完成规定的动作等。它分为孤立 单词自动识别和连续语言自动识别。自20世纪50年代开始系统而广泛的研究。对单个人小量词汇(例如200个词) 的自动识别已取得了较大的进展;但是，很快便在更换发话人和扩大词汇容量方面遇到了困难。自动语言识别的实 现，面对着三个重大的语言声学基础课题：①语言知觉的基本单位是什么，是音素、音节还是单词；②是否存在 音素的心理常量，如果有，它是什么；③如何对连续语言进行分段。经过一个低潮以后，由于计算技术，特别是 语言声学基础研究和信号处理技术的发展，到了70年代自动语言识别又获得了新的进展，并开始进入了一个更高 的发展阶段──连续语言自动识别。，有限词汇的、在一定条件下适用的自动语言识别装置，已进入实际应用。 可以接受口令输入的电子计算机，正在研究发展中。适用于多数发话人的、不怕环境噪声干扰的和无限词汇的自 动语言识别系统还有待于大量的基础研究。
声学发展简史
声学发展简史丄声学就是研究媒质中机械波得产生.传播.接收与效应得物理学分支学科。
媒质包括幹种状态得物质，可以就是弹性媒质也可以就是非弹性媒质;机械波就是抬质点运动变化得传播现彖。
A声学发展简史声音就是人类最早研究得物理现彖之一，声学就是经典物理学中历史垠悠久，并且十前仍处在前沿地位得唯一得物理学分支学科°从上古起直到19世纪，人们都就是把声音理解为可听声得同义语•中国先秦时就说''悄发于声.声成文谓之音〃「音与乃成乐”。
声、音、乐三者不同，但都指可以听到得现象。
同时又说''凡响F1声；声引起得感觉（声觉）就是响，但也称为声，这与现代对声得定义相同•西方国家也就是如此，英文得得词源來源于希腊文•总思就就是''听觉-鼻世界上最早得声学研究工作主要在音乐方而。
《吕氏春秋》记载.黄帝令伶伦取竹作律. 増损长短成十二律：伏羲作琴，三分损益成十三音。
三分损益法就就是把管（笛.箫）加长三分之一或减短三分之一，这样听起來都很与谐，这就是最早得声学定律。
传说在古希腊时代.毕达哥拉斯也提出了相似得自然律.只不过就是用弦作基础。
亠195 7年在中国河南信阳出上「蟠螭文編钟，它就是为纪念甘国于公元前5 25年与楚作战而铸得。
其音阶完全符合自然律，音色淸纯,可以用來演奏现代音乐。
15 8 4年, 明朝朱载垢提出了平均律占片代乐器制造中使用得乐律完全相同，但比西方早提出30 0年。
占代除了对声传播方式得认识外.对声木质得认识也与今天得完全相同。
在东西方.都认为声音就是由物体运动产生得.在空气中以某种方式传到人耳月I起人得听觉•这种认识现在瞧起來很简单，旦就是从古代人们得知识水平來瞧，却很了不起。
-例如,很长时期内.占代人们对日常遇到得光与热就没有正确得认识. 一宜到牛顿得时代「人们对光得认识还有粒子说与波动说得争执，且粒子说占有优势。
至于热学. ''热质〃说得影响时间则更长.直到19世纪后期，恩格斯还对它进行过批判。
近代声学技术概述第次课(共44张PPT)
（二）近代声学的主要应用技术 《美国声学杂志》编辑委员会.
声作为信号处理载体的研究 除上述有关方面之外，还有声光相互作用及其在系统控制和信号处理中的应用。
《建筑声学设计原理》吴硕贤 中国建筑出版社 随着立体声技术的发展以及人们欣赏能力的提高，对扬声器和组合音响设备也有更高要求，特别是脉冲编码调制录音技术和数字音频唱 片的出现。
（一）近代声学特点及主要研究内容 利用超声来加速化学反应，增加反应产率和引发新的化学反应等。
过处理后再转换成电信号，这种将声作为信 超声治疗原理：
★ 可调超声能量穿透至病变部位并聚积，由表及里，从里到外的治疗，精确定位，表皮无损伤；
号处理载体的思想是很巧妙的，并且有独特 清华研制出世界上最小的超声马达。
如空化现象。
实现清洗、乳化、脱气以及使固体粒子悬浮、或使高分 子分解和聚合，促进化学反应等;在固体中发射大功率超声
，可用于粉碎、研磨、切割、加工和焊接等等。 利用固体中超声波的特殊波形，研制成超声马达，具有体积
小、响应快、精度高和无电磁感应等特殊性能，适用于传真 机、打印机等现代化办公设备中传送纸张。
、声与光、声与其它物质等的相互作用。 单。
声化学技术在生产上可望首先为合成塑料、洗涤剂、制剂和化肥等化工工业方面带来重大变革，因此受到化工生产行业的极大关注。 （二）近代声学的主要应用技术
首先将电磁波信号转换成声信号，声信号经 超声诊断在医院中已普遍推广，许多疾病都可由超声诊断仪(如A型扫描仪，B型超声断面显像仪，多普勒血流图等等)早期发现。
从1916年起研究产生和运用水下超声。 1920年，贝尔实验室开始开发现代电话通讯和心理声学
的研究。1940年起，声学进入了医学界和化学界，超声透
热疗法和超声加速化学反应的尝试。 在工业中也出现了早期的无损检测仪器。
声作为信号处理载体的研究 除上述有关方面之外，还有声光相互作用及其在系统控制和信号处理中的应用。
《建筑声学设计原理》吴硕贤 中国建筑出版社 随着立体声技术的发展以及人们欣赏能力的提高，对扬声器和组合音响设备也有更高要求，特别是脉冲编码调制录音技术和数字音频唱 片的出现。
（一）近代声学特点及主要研究内容 利用超声来加速化学反应，增加反应产率和引发新的化学反应等。
过处理后再转换成电信号，这种将声作为信 超声治疗原理：
★ 可调超声能量穿透至病变部位并聚积，由表及里，从里到外的治疗，精确定位，表皮无损伤；
号处理载体的思想是很巧妙的，并且有独特 清华研制出世界上最小的超声马达。
如空化现象。
实现清洗、乳化、脱气以及使固体粒子悬浮、或使高分 子分解和聚合，促进化学反应等;在固体中发射大功率超声
，可用于粉碎、研磨、切割、加工和焊接等等。 利用固体中超声波的特殊波形，研制成超声马达，具有体积
小、响应快、精度高和无电磁感应等特殊性能，适用于传真 机、打印机等现代化办公设备中传送纸张。
、声与光、声与其它物质等的相互作用。 单。
声化学技术在生产上可望首先为合成塑料、洗涤剂、制剂和化肥等化工工业方面带来重大变革，因此受到化工生产行业的极大关注。 （二）近代声学的主要应用技术
首先将电磁波信号转换成声信号，声信号经 超声诊断在医院中已普遍推广，许多疾病都可由超声诊断仪(如A型扫描仪，B型超声断面显像仪，多普勒血流图等等)早期发现。
从1916年起研究产生和运用水下超声。 1920年，贝尔实验室开始开发现代电话通讯和心理声学
的研究。1940年起，声学进入了医学界和化学界，超声透
热疗法和超声加速化学反应的尝试。 在工业中也出现了早期的无损检测仪器。
电声学基础(PPT)
对于平面波：
I prms vrms v Zs 1 p pv 2 2Z s 2
2 2
对于球面波
W W I 2 S 4 r 声强的单位是瓦／米2
例： 一讲话者发出的声功率约为20μW，在 离其1米的地方声强为多少？在离其2米 的地方声强为多少？
注意：切不可将声源的声功率与声 源实际损耗的功率混淆。
声波——物体的振动引起周围媒质质点由近及 远的波动 声源——发声的物体，即引起声波的物体 媒质——传播声波的物质 声场——声波传播时所涉及的空间 声音——声源振动引起的声波传播到听觉器官 所产生的感受 声线——声波传播时所沿的方向
2. 结论
声波的产生应具备两个基本条件：物体的振 动，传播振动的媒质 声波是一种机械波，媒质
c.
声压 P P=P（瞬态）－ P0（静态） 是标量，单位Pa
2. 三个声波方程式
声振动作为一个宏观的物理现象，必然 要满足三个基本的物理定律，即牛顿第 二定律、质量守恒定律及上述压强、温 度与体积等状态参数关系的状态方程。
为了使问题简化，必须对媒质及声波过 程做出一些假设，P21
a. 运用这些基本定理就可以分别 推导出媒质的：
对于平面波：
p
2
C
p
2
rms 2 0 0
I C0
1 对于球面波： (1 ) 2 C 2(kr )
rms 2 0 0
1-3-6 声功率与声强
1.
平均声功率定义 W 又称平均声能量流，是指单位时间内通 过垂直于声传播方向的面积S的平均声 能量。声波在单位时间内沿传播方向通 过某一波阵面所传递的能量。
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声学基础
经典声学发展史
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
Fundamentals of Acoustics
大连海洋大学海洋技术
声学基础
一、前言
人们通常将18和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。
Fundamentals of Acoustics
大连海洋大学海洋技术
声学基础
二、声音的产生
意大利的Galileo Galilei在他1638年出版的 第一版《关于两种新科学 的对话》里的《第一天》 的最后，谈及了钟摆的周 期与振幅无关，而只依赖 于决定振动频率的悬线的 长度的问题。
“First Day” of Dialogues concerning Two New Sciences
Fundamentals of Acoustics
大连海洋大学海洋技术
声学基础
一、前言
声音的接收
1877年，瑞利（Rayleigh）《声音论》的出版 象征着经典声学时代的结束和现代声学时代的 到来。
Fundamentals of Acoustics
大连海洋大学海洋技术
声学基础
二、声音的产生
我们通常认为最早研 究乐器声音起源的人是希 腊的哲学家彼得格拉斯 Pythagoras。他在公元前 6世纪在意大利南部城市 Crotone建立了自己的学 校。
Galileo Galilei 1564.2.15－1642.1.8
Fundamentals of Acoustics
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声学基础
二、声音的产生
Galileo当时已经能清楚的理解到弦振动 频率依赖于弦的长度、紧绷度、和密度。
Fundamentals of Acoustics
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Fundamentals of Acoustics
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声学基础
一、前言
声音的接收
1830年，F.Savart确定人耳最低听觉频率和最 高听觉频率;
1843年，George 提出人耳有能力把复杂音调分 析成一系列简单的谐音的理论;
Helmholtz给出了人耳机制的详细阐述，即所谓 的共鸣理论;
Fundamentals of Acoustics
出生于公元前约 569年于Samos, Ionia 卒于公元前约 475年于 Metapontum, Italy
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声学基础
二、声音的产生
他发现当把两根拉直 的弦底部扎牢时，高音是 从短的那根弦发出的。
Fundamentals of Acoustics
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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。
Fundamentals of Acoustics
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声学基础
一、前言
声音的产生
Joseph Sauveur ，公认为他是第一个使声学 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，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;
Fundamentals of Acoustics
大连海洋大学海洋技术
声学基础
二、声音的产生
Sauveur意识到两个基频稍有不同的风琴 管一起发声时产生节拍的重要性，并且用人耳 听起来相差半音的两个风琴管来计算基频。通 过实验，他发现当同时发声时，风琴管一秒钟 有6个节拍，他得到了两个数据：90和96cps。 1700年，他也利用弦的振动实验计算出了一个 给定伸展弦的频率。
Fundamentals of Acoustics
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声学基础
一、前言
声音的产生
1766年，Euler论文第四部分全部都是有关管道中 的声波的研究; 1822年,Fourier提出了序列扩展理论，第一次用 无穷级数表示振动弦的初始形状; 瑞利Lord Rayleigh和他的继承者们对电声学做出 的巨大的贡献。
Fundamentals of Acoustics
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声学基础
二、声音的产生
经典声学的发展离不 开数学理论的突飞猛进。 正是无穷级数泰勒Taylor 定理的发明，我们才可以 第一次给出振动弦的严格 动态解。
1713年，泰勒无穷级数定理。 Brook Taylor
1685.8.18－1731.12.29
Fundamentals of Acoustics
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声学基础
一、前言
声音的传播 1660年，Boyle利用真空气泵实验证明，空气是 声传播的一种媒介; 300余年的时间，测量了空气中的声速; 1808年，Biot在巴黎测量了铁管中的声速; 1826年，Colladon在日内瓦湖测量了水中的声 速;
声学基础
二、声音的产生
法国人Issac Beeckman（1588-1637） பைடு நூலகம்在1618年就发表了他 的研究成果。他证明了 关于基频和谐频之间的 关系，并给出了它的特 征参量。
Fundamentals of Acoustics
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声学基础
二、声音的产生
毫无疑问，彻底解决基频和谐频之间关系 的是法国人Joseph Sauveur(1653-1716)。认 为他是第一个使声学成为声的科学。
Fundamentals of Acoustics
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声学基础
一、前言
声音的传播 第一个基于声的波动理论的数学理论的研究是由 Newton完成的;
1759年，Euler在柏林学会的三篇论文建立了空气 中声波波动理论的基础;
1816年，Laplace对声音的传播做出了大胆的假设;
1820年, S.D.Poisson攻破了压缩性波在三维流体 介质中传播的难题。
Fundamentals of Acoustics
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声学基础
二、声音的产生
法国人d‘Alembert 通常被誉为第一个以我们 现在所参考的行波方程的 形式，于1747年给出振动 弦的部分差分方程。他也 得到了行波在弦两端传播 时的通解。
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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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一、前言
人们通常将18和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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二、声音的产生
意大利的Galileo Galilei在他1638年出版的 第一版《关于两种新科学 的对话》里的《第一天》 的最后，谈及了钟摆的周 期与振幅无关，而只依赖 于决定振动频率的悬线的 长度的问题。
“First Day” of Dialogues concerning Two New Sciences
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声学基础
一、前言
声音的接收
1877年，瑞利（Rayleigh）《声音论》的出版 象征着经典声学时代的结束和现代声学时代的 到来。
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声学基础
二、声音的产生
我们通常认为最早研 究乐器声音起源的人是希 腊的哲学家彼得格拉斯 Pythagoras。他在公元前 6世纪在意大利南部城市 Crotone建立了自己的学 校。
Galileo Galilei 1564.2.15－1642.1.8
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二、声音的产生
Galileo当时已经能清楚的理解到弦振动 频率依赖于弦的长度、紧绷度、和密度。
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一、前言
声音的接收
1830年，F.Savart确定人耳最低听觉频率和最 高听觉频率;
1843年，George 提出人耳有能力把复杂音调分 析成一系列简单的谐音的理论;
Helmholtz给出了人耳机制的详细阐述，即所谓 的共鸣理论;
Fundamentals of Acoustics
出生于公元前约 569年于Samos, Ionia 卒于公元前约 475年于 Metapontum, Italy
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二、声音的产生
他发现当把两根拉直 的弦底部扎牢时，高音是 从短的那根弦发出的。
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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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声学基础
一、前言
声音的产生
Joseph Sauveur ，公认为他是第一个使声学 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，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;
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二、声音的产生
Sauveur意识到两个基频稍有不同的风琴 管一起发声时产生节拍的重要性，并且用人耳 听起来相差半音的两个风琴管来计算基频。通 过实验，他发现当同时发声时，风琴管一秒钟 有6个节拍，他得到了两个数据：90和96cps。 1700年，他也利用弦的振动实验计算出了一个 给定伸展弦的频率。
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声学基础
一、前言
声音的产生
1766年，Euler论文第四部分全部都是有关管道中 的声波的研究; 1822年,Fourier提出了序列扩展理论，第一次用 无穷级数表示振动弦的初始形状; 瑞利Lord Rayleigh和他的继承者们对电声学做出 的巨大的贡献。
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二、声音的产生
经典声学的发展离不 开数学理论的突飞猛进。 正是无穷级数泰勒Taylor 定理的发明，我们才可以 第一次给出振动弦的严格 动态解。
1713年，泰勒无穷级数定理。 Brook Taylor
1685.8.18－1731.12.29
Fundamentals of Acoustics
大连海洋大学海洋技术
声学基础
一、前言
声音的传播 1660年，Boyle利用真空气泵实验证明，空气是 声传播的一种媒介; 300余年的时间，测量了空气中的声速; 1808年，Biot在巴黎测量了铁管中的声速; 1826年，Colladon在日内瓦湖测量了水中的声 速;
声学基础
二、声音的产生
法国人Issac Beeckman（1588-1637） பைடு நூலகம்在1618年就发表了他 的研究成果。他证明了 关于基频和谐频之间的 关系，并给出了它的特 征参量。
Fundamentals of Acoustics
大连海洋大学海洋技术
声学基础
二、声音的产生
毫无疑问，彻底解决基频和谐频之间关系 的是法国人Joseph Sauveur(1653-1716)。认 为他是第一个使声学成为声的科学。
Fundamentals of Acoustics
大连海洋大学海洋技术
声学基础
一、前言
声音的传播 第一个基于声的波动理论的数学理论的研究是由 Newton完成的;
1759年，Euler在柏林学会的三篇论文建立了空气 中声波波动理论的基础;
1816年，Laplace对声音的传播做出了大胆的假设;
1820年, S.D.Poisson攻破了压缩性波在三维流体 介质中传播的难题。
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声学基础
二、声音的产生
法国人d‘Alembert 通常被誉为第一个以我们 现在所参考的行波方程的 形式，于1747年给出振动 弦的部分差分方程。他也 得到了行波在弦两端传播 时的通解。