声学基础

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声学基础

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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。

声学基础知识

声学基础知识

声学基础知识声学基础知识⼀、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。

声学基础知识

声学基础知识

声学基础知识声学是物理学分支学科之一,是研究媒质中机械波的产生、传播、接收和效应的科学。

媒质包括物质各态(固体、液体和气体等),可以是弹性媒质也可以是非弹性媒质。

以下是由店铺整理关于声学知识的内容,希望大家喜欢!声学的领域介绍与光学相似,在不同的情况,依据其特点,运用不同的声学方法。

波动也称物理声学,是用波动理论研究声场的方法。

在声波波长与空间或物体的尺度数量级相近时,必须用波动声学分析。

主要是研究反射、折射、干涉、衍射、驻波、散射等现象。

在关闭空间(例如室内,周围有表面)或半关闭空间(例如在水下或大气中,有上、下界面),反射波的互相干涉要形成一系列的固有振动(称为简正振动方式或简正波)。

简正方式理论是引用量子力学中本征值的概念并加以发展而形成的(注意到声波波长较大和速度小等特性)。

射线或称几何声学,它与几何光学相似。

主要是研究波长非常小(与空间或物体尺度比较)时,能量沿直线的传播,即忽略衍射现象,只考虑声线的反射、折射等问题。

这是在许多情况下都很有效的方法。

例如在研究室内反射面、在固体中作无损检测以及在液体中探测等时,都用声线概念。

统计主要研究波长非常小(与空间或物体比较),在某一频率范围内简正振动方式很多,频率分布很密时,忽略相位关系,只考虑各简正方式的能量相加关系的问题。

赛宾公式就可用统计声学方法推导。

统计声学方法不限于在关闭或半关闭空间中使用。

在声波传输中,统计能量技术解决很多问题,就是一例。

分支可以归纳为如下几个方面:从频率上看,最早被人认识的自然是人耳能听到的“可听声”,即频率在20Hz~20000Hz的声波,它们涉及语言、音乐、房间音质、噪声等,分别对应于语言声学、音乐声学、房间声学以及噪声控制;另外还涉及人的听觉和生物发声,对应有生理声学、心理声学和生物声学;还有人耳听不到的声音,一是频率高于可听声上限的,即频率超过20000Hz的声音,有“超声学”,频率超过500MHz的超声称为“特超声”,当它的波长约为10-8m量级时,已可与分子的大小相比拟,因而对应的“特超声学”也称为“微波声学”或“分子声学”。

《声学基础》课件

《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。

声学基础知识

声学基础知识

声学基础知识声学是研究声音的产生、传播和接收的学科,它是物理学的一个重要分支,也与工程学、心理学等学科密切相关。

声音是一种机械波,是由介质中分子的振动引起的。

在日常生活中,我们所接触的声音与我们的情绪、心理状态有很大关联,而在工业、医学、通信等领域,声学也扮演着重要的角色。

本文将从声音的产生、传播和接收三个方面介绍声学的基础知识。

一、声音的产生声音是由物体振动引起的,当物体振动产生的机械波传播到我们的耳朵时,我们才能感知到声音。

声音的产生主要有以下几种方式:1. 自由振动:当一个物体自由地振动时,会在周围介质中产生声音。

例如,乐器弦线振动时产生的声音。

2. 强迫振动:当一个物体被外力作用迫使振动时,也会产生声音。

例如,乐器的音箱被演奏者的手和腮帮振动时产生的声音。

3. 空气振动:当空气被物体振动时,会通过空气分子的碰撞传播声音。

例如,人的嗓子发出的声音就是通过空气的振动传播出去的。

二、声音的传播声音是通过介质传播的,常见的传播介质有空气、水和固体。

声音传播的速度与介质的性质相关,例如,在空气中,声音传播的速度约为每秒343米。

声音传播的基本过程可以分为以下几个步骤:1. 振动:声音是由物体的振动引起的,当物体振动时,会在介质中产生声波。

2. 压缩与稀疏:振动的物体使介质中的分子产生交替的压缩和稀疏,形成纵波传播。

3. 传播:声波以纵波的形式沿介质传播,当声波到达物体后,物体的分子也会被振动,进而再次产生声波。

4. 接收:当声波达到接收器(如耳朵),通过耳膜、骨骼、耳腔等组织,被转化为神经信号,我们才能感知到声音。

三、声音的接收声音的接收是指我们如何感知和理解传播过程中产生的声音信号。

人类具有复杂而精细的听觉系统,能够感知各种不同频率和振幅的声音。

1. 听觉器官:人类的听觉器官包括外耳、中耳和内耳。

外耳通过外耳道将声音引入中耳,中耳通过鼓膜和听小骨(听骨链)将声波传递给内耳。

内耳中的耳蜗含有感音神经,能够将声波转化为神经信号。

声学基础知识

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。

声学基础

声学基础
1.声能密度定义
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

声学基础知识点总结

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。

声学基础文档

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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

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

声学基础知识学习(培训使用)

声学基础知识学习(培训使用)
S=房间表面积的总和,单位为m2 a=房间表面的平均系声系数
混响时间
TR60<0.5s(500Hz) 声音清晰,但太:”干“,适宜于录音室。 TR60=0.6s~0.8s(500Hz) 声音清晰,干净,适合于电影院和会议室。 TR60=0.8s~1.2s(500Hz) 声音清晰,声音丰满,适合于带有小型演 出和带有演出多功能会议室。 TR60=1.2s~1.4s(500Hz) 声音丰满,有气魄,空间感强,适合于音 乐厅,大型演艺场所。 TR60>2s(500Hz) 声音丰满、语言清晰度差,声音发嗡,有回声感。
响度
响度定义:频率为1kHz、声压级为40dB的一个纯音所产生的响度为1宋。
人耳对响度的感觉与响度级并非成正比,如响度及增加10方,响度感觉
才增高了1倍。40方等于1宋。单位Sone(宋)。 N=20.1(LN-40) N—响度,单位宋(sone) LN—响度级,单位为方(phon)
响度曲线
声音的三要素:音调、音色、音量 频率响应特性对音质的影响: 1、低频 150 以下的频率范围,是音频的基础部分,决定声音的丰满度 2、中低音150-500Hz,是声音的结构部门,决定声音的力度和低音的硬度 3、中高音500~4000Hz,是声音信息和声音清晰度的主要来源部分,它还决定 声音的明亮度 4、高音 4000~12000Hz,是影响声音音质的主要部分,是声音的细节所在
梳妆滤波器产生的问题
梳状滤波器产生的问题 1、使系统的频响特性变得不平坦,系统音质发生变调 2、增强的频率容易引起声反馈,降低了系统传声增益 如何改正梳状滤波器频响特性?
1、在一个建声条件活跃的房间中,梳状滤波器效应是无法避免的,为此,改进房间的建声
设计是减少梳状滤波器影响的最根本的措施 2、在分区式供声的多声源系统中,利用可调延时器,把格声源到达观众区的时间差尽量减 到最小和尽量减小延时信号的振幅 3、采用集中供声方法可减少声源之间的声干涉 4、扬声器组或扬声器阵列中的高音扬声器尽量紧靠在一起,减小高频声波的形成差。

声学基础原理

声学基础原理

声学基础原理
1. 声音的产生
声音的产生是由于物体的振动。

当物体振动时,它会在周围介质中产生压力变化,进而引起介质分子的运动。

这种压力变化会以波的形式传播,形成声波。

2. 声波的传播
声波是机械波,需要介质来进行传播。

在空气中,声波通过使空气分子沿波的传播方向振动来传导能量。

声波可以在固体、液体和气体中传播,但不会在真空中传播,因为真空中没有介质分子来传递能量。

3. 声音的特性
声音有几个主要的特性,包括频率、振幅和波长。

- 频率:声音的频率是指声波振动的次数。

频率越高,声音越
高音调。

- 振幅:声音的振幅是指声波的最大压力变化。

振幅越大,声
音越大。

- 波长:声音的波长是指声波一个完整振动周期所占据的距离。

较短的波长意味着高频率的声音。

4. 声音的应用
声音在各个领域中都有广泛的应用。

- 通信:声音是一种重要的通信媒介,例如电话、对讲机和语
音传输系统。

- 音乐:声音是音乐的基础,通过不同频率和振幅的声音可以
创造出各种音乐效果。

- 医学:声音在医学诊断和治疗中有重要作用,例如听诊器用
于听取患者的心脏和肺部声音。

5. 声学研究领域
声学研究涵盖了多个子领域,包括乐理声学、环境声学、建筑声学等。

这些领域对于理解声音的产生、传播和影响有着重要的贡献。

以上是声学基础原理的简要概述。

声学作为一个学科,涉及到许多复杂的概念和现象,进一步了解这些原理将有助于我们更好地理解声音和应用声学知识。

声学基础知识

声学基础知识

一、声学基础:1、名词解释(1)波长—-声波在一个周期内的行程。

它在数值上等于声速(344米/秒)乘以周期,即入=CT(2)频率-—每秒钟振动的次数,以赫兹为单位(3)周期-—完成一次振动所需要的时间(4)声压一一表示声音强弱的物理量,通常以Pa为单位(5)声压级-—声功率或声强与声压的平方成正比,以分贝为单位(6)灵敏度-—给音箱施加IW的噪声信号,在距声轴1米处测得的声压(7)阻抗特性曲线-—扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线(8)额定阻抗--在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值,单位欧姆(9)额定功率——一个扬声器能保证长期连续工作而不产生异常声时的输入功(10)音乐功率一-以声音信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率(PMPO)(11)音染—-声音染上了节目本身没有的一些特性,即重放的信号中多了或少了某些成份(12)频率响应——即频响,有效频响范围为频响曲线最高峰附近取一个倍频程频带内的平均声压级下降10分贝划一条直线,其相交两点间的范围2、问答(1)声音是如何产生的?答:世界上的一切声音都是由物体在媒质中振动而产生的.扬声器是通过振膜在空中振动,使前方和后方的空气形成疏密变化,这种波动的现象叫声波,声波使耳膜同样产生疏密变化,传级大脑,于是便听到了声音。

(2)什么叫共振?共振声对扬魂器音质有影响吗?答:如果物体在受迫振动的振动频率与它本身的固有频率相等时,称为共振当物体产生共振时,不需要很大的外加振动能量就能是使用权物体产生大幅度的振动,甚至产生破坏性的振动.当扬声器振膜振动时,由于单元是固定在箱体上的,振动通过盆架传递到箱体上。

部分被吸收,转化成热能散发掉;部分惟波的形式再辐射,由于共振声不是声源所发出的声音,将会影响扬声器的重放,使音质变坏,尤其是低频部分(3)什么是吸声系数与吸声量?它们之间的关系是什么?答:吸声性能拭目以待好坏通常用吸声系级“a"表示,即a=1—K;吸声量是用吸声系数与材料的面积大小来表示。

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波长声波振动一次所传播的距离,用声波的速度除以声波的频率就可以计算出该频率声波的波长,声波的波长范围为17米至1.7厘米,在室内声学中,波长的计算对于声场的分析有着十分重要的意义,要充分重视波长的作用。

例如只有障碍物在尺寸大于一个声波波长的情况下,声波才会正常反射,否则绕射、散射等现象加重,声影区域变小,声学特性截然不同;再比如大于2倍波长的声场称为远场,小于2倍波长的声场称为近场,远场和近场的声场分布和声音传播规律存在很大的差异;此外在较小尺寸的房间内(与波长相比),低音无法良好再现,这是因为低音的波长较长的缘故,故在一般家庭中,如果听音室容积不足够大,低音效果很难达到理想状态。

很多现场调音师都没有理会到音频与波长的关系,其实这是很重要的:音频及波长与声音的速度是有直接的关系。

在海拔空气压力下,21摄氏温度时,声音速度为344m/s,而我接触国内的调音师,他们常用的声音速度是34Om/s,这个是在15摄氏度的温度时声音的速度,但大家最主要记得就是声音的速度会随着空气温度及空气压力而改变的,温度越低,空气里的分子密度就会增高,所以声音的速度就会下降,而如果在高海拔的地方做现场音响,因为空气压力减少,空气内的分子变得稀少,声音速度就会增加。

音频及波长与声音的关系是:波长=声音速度/频率;λ=v/f,如果假定音速是344 m/s时,100Hz 的音频的波长就是3.44 m,1000hz(即lkHz)的波长就是34.4 cm,而一个20kHz的音频波长为1.7cm。

动态范围音响设备的最大声压级与可辨最小声压级之差。

设备的最大声压级受信号失真、过热或损坏等因素限制,故为系统所能发出的最大不失真声音。

声压级的下限取决于环境噪声、热噪声、电噪声等背景条件,故为可以听到的最小声音。

动态范围越大,强声音信号就越不会发生过荷失真,就可以保证强声音有足够的震撼力,表现雷电交加等大幅度强烈变化的声音效果时能益发逼真,与此同时,弱信号声音也不会被各种噪声淹没,使纤弱的细节表现得淋漓尽致。

一般来说,高保真音响系统的动态范围应该大于90分贝,太小时还原的音乐力度效果不良,感染力不足。

在专业音响系统的调整过程中,音响师在调音时要主意以下两方面问题:一是调音台的的输入增益量不要调的过小,否则微弱的声音会被调音台的设备噪声所淹没。

二是压限器的阈值和压缩比的调整要格外慎重,阈值过小和压缩比过大,都会使声音动态压缩严重,故应该在保证效果的前提下,尽量减少对声音的动态损失。

另外,在放大电路和音源中也存在动态范围,此时即可分辨的最小信号和可达到的最大不失真信号之差。

反相两个相同声音信号相位相差为180度的情况,在同一声音的策动下音箱或话筒之间的振动方向相反亦属于反相。

音响系统有左右声道之问反相、真实相位(即输人信号与输出信号之间相位)反相、话筒之间相位反相和多只音箱组成的阵列中部分音箱反相等四种情况。

反相可导致声短路(即声音之间互相抵消,音量减小)、声像失去定位和低音浑浊等现象,对再现声音造成破坏。

分贝电功率增益和声强的量度单位,由单位贝尔的十分之一而得名,功率每增加一倍为增加3分贝,每增加lo 倍为增加10分贝。

哈斯效应双声源系统的一个效应,两个声源中的的一个声源延时时间在5至35毫秒以内时,听音者感觉声音来自先到达的声源,另一个声源好象并不存在。

若延时为。

至5毫秒,则感觉声音逐步向先到的音箱偏移;若延时为30至50毫秒,则可感觉有一个滞后声源的存在。

海尔式杨声器以发明者美国的诲尔博士的名字而命名的扬声器,1973年问世,将振膜折叠成褶状,振膜不是前后振动,而是像子风琴风箱似的在声波辐射的横方向振动,是一种特殊结构的电动式扬声器,主要用于高频。

劳氏效应一种赝(假)立体声效应,将信号延时后以反相叠加在直达声信号上,立即就会产生明显的空间印象,声音似乎来自四面八方,听音者有置于乐队之中的感受。

互调失真指两个振幅按一定比例(通常为4:1)混合的单音频信号通过重放设备后产生新的频率分量的一种信号失真,属于一种非线性失真,新的频率分量包括两个单音频信号的各次谐波及其各种组合的加拍和差拍。

近场距离为两倍波长以内的声场,声波的最长波长(即频率为20赫兹时)为17米,故对于整个音频范围来说,小于34米的声场为近场,近场的房间称为小房间,在近场的情况下,声音将发生干涉,声场中会存在菲涅尔声干涉区。

扩散场能量密度均匀、在各个传播方向作无规则分布的声场,在此声场中任何一点所接收到的各个方向的声能将是相当的。

近讲效应亦称球面波效应,声源距话筒很近时,低音成分逐步增加,距离越近,低音加重越显着。

在使用时,可以利用此效应来增加声音的温暖感和柔和感,但若演唱或演奏时不断交化与话筒间距离,则会使音色改变较大,故应确定一个使用距离。

在调音时,音响师要根据不同音乐的要求,有控制地应用或利用好话筒的近讲效应。

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。

声波能引起听觉的振动波,频率在20赫兹至20千赫兹之间,在空气等媒质中传播,振动方向与传播方向相同,声速等于340米/秒。

声压级声级的单位,用分贝来表示,在通常情况下,声压级等于声强级。

声短路振动方向相反的一个或几个声波在空间相遇后相互抵消或损耗的现象,无障板扬声器和音箱反相时都会产生声短路,声短路不仅会使音箱放音音量受到损失,还会造成音质不良和立体声声像失去定位等一系列问题。

声部音乐术语。

凡结合两行以上的旋律或两个以上的音同时进行的音乐称为“多声部音乐”,其中每一行旋律或构成和弦进行的每一条音的线条即为一个“声部”。

如二重唱包括两个声部,三重唱包括三个声部,混声四部合唱包含女高音、男高音、女低音、男低音四个声部;弦乐四重奏包含第一小提琴、第二小提琴、中提琴、大提琴四个声部。

在音乐中,各个声部间有其基本的音域(或频率)范围,故音响系统再现音乐声部时出现声部不平衡现象的主要原因就是音响设备的频率响应特性曲线不够平坦。

声功率单位时间内垂直通过指定面积的声能量,声源的辐射声功串则常指在单位时间内向空间辐射的总能量。

声染色亦称音染,由于室内(有时也指音响设备)频率响应变化,使原始声音信号被赋予外加频率,原信号频谱有了某种改变,某些频率的声音得到加强的现象。

声影区由于遮挡等原因,声波大法到达的区域,属于声缺陷。

声环境声音放送时所处的环境,由房间的内装修、体形和布局等决定,良好的声环境,可以获得优秀的声音再现效果。

声线声音的传播路线,声线图可以表现声音在空间传播情况及其分布情况,是反映空间声场变化的重要手段。

在均匀静止的媒质中,声线一般可用自声源射出的直线代表,用这些线来表达声音的传播和反射等过程较为直观。

声阻抗媒质对声波所呈现的阻抗作用,用某一面积上的声压与通过该面积的声通量的复数比来量度。

声波吸收声波在各种媒质中传播时,能量会由于不断地被介质吸收而逐渐减少。

在空气中传播时,距离越远、温度越低、湿度越小、频率越高衰减越大,反之,衰减越小。

声级与人们对声音强弱的主观感觉相一致的物理量,单位为分贝。

听闻对应的声级为o分贝,但o分贝并不意味着没有声音,而是可闻声的起点,声强每增加10分贝,其声级就增加10分贝,房间的本底噪声的声级大约为40分贝,正常对话为70分贝,交响乐高潮时为90分贝,人的痛阈声级为120分贝。

声像又称虚声源或感觉声源。

用两个或两个以上的音箱进行立体声放音时,听音者对声音位置的感觉印象,故有时也称这种感觉印象为幻象,声音图像的空间分布由人的双耳效应决定。

立体声放音正是以声像的形式,再现原来声音的空间分布,从而使人们产生一种幻觉,诱发立体感觉。

声强声波振动强弱程度的参量,在空间某点指定方向上,通过垂直于该方向单位面积的乎均声通量,即声源在单位时间内向外辐射的总声能。

声带录有声迹的电影胶片或在胶片上附着的磁性带。

一般有声影片大都采用光学声带,宽银幕立体声影片则采用多路磁性声带,影片拷贝上的声带位于画面的旁边,影片放映时,声带经过放映机的光学或磁性拾音装置,即能将声带记录的声音信息还原,使声音与画面实时同步播映。

声级计预加校准的,包括拾音话筒、放大器、衰减器、适当计权网络和规定动态特性的的指示仪表的一种测量声级的仪器。

有A、B、C等计权方式,A计权测量声级范围为0至30分贝之间,B计权测量声级范围为30至印分贝之间,C计权测量声级范围为印至130分贝之间。

声像调节调音台上调节左右声道音量比例的旋钮,用于调节声像的空间分布,往左旋到尽头,表示声源在左边,往右旋到尽头,表示声源在右边,若放在中间位置则表示声源在中间位置,这种调节对于真实再现立体声效果有重要意义。

声场不均匀度房间听音区域的最大声压级与最小声压级之差,要求各处音量不能相差太多,声场均匀意味着听音区域音质的一致性好。

声桥在双层或多层隔声结构(例如.房屋中双层间壁;楼板等)中传播声音和影响隔声效果的连接物,是造成房间隔声不良的重要原因之一。

受声场从声源到话筒之间的区域或空间,即话筒的拾音区域,有近讲声场和远讲声场两种情况,与话筒的拾音质量有密切关系。

声谱声音频谱的简称,,指构成某一声音的分音幅值(或相位)随频率分布的图形。

绕射声波在空间传播时,如果被一个大小近于或小于波长的物体阻挡,就绕过这个物体,继续前进。

低频声音的绕射能力高于高频声音的绕射能力。

声源指向性因数(Q)声源位于房间的不同位置时,由于界面反射而使声级增加的倍数。

如音箱在空中用挂时,指向性因数(Q)等于1;位于一面墙或地面上时,Q等于2;位于两墙面交线上时,Q等于4;位于三面墙角时,Q等于8。

清晰度、可懂度一个或几个发言人说话,,经过音响系统后,被听音者听清楚的语言单位百分数。

习惯上当语言单位问的上下文关系对决定听音者的确认不占重要地位时,就用清晰度这个词;当上下文关系占重要地位时,就用可懂度这个词。

室内清晰度指脉冲响应中有益声能(对清晰度有帮助的声能,取直达声能和50毫秒以内的反射声能)占全部声能的比例听觉疲劳人们在强烈声音环境经过一段时间后,会出现听阈提高的现象,即听力有所下降。

如果这种情况持续时间不长,则在安静环境中停留一段时间,听力就会逐渐恢复,这种听阈暂时提高,事后可以恢复的现象称为听觉疲劳。

厅堂效果具有密度较低的早期反射声,衰减迟缓平滑,混响时间有限,在直达声上加上辅助的环绕声,声音显得清脆,给人以深旷和现场扩大的感觉,如同在音乐厅、长廊或大会堂内听音一样。

推挽扬声器系统将两只或更多(必须为偶数)只扬声器安装在箱体内的扬声器系统,一半扬声器纸盆向外放置,另一半扬声器纸盆向内放置。

在振膜振动相位相同的情况下,当给所有扬声器输入同一声音信号时,纸盆向内和纸盆向外的扬声器的声音互相叠加,从而提高了放音声压线。

稳态特性对平稳声音的再现能力,声音从时间上可以分为稳态和瞬态,起始段和衰减段之间为稳定段,稳定段是声音的基本特征,不同声源稳态阶段所占比例有所不同,吹奏乐和拉弦乐的稳定段较长,打击乐较短。

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