声学基本知识优秀课件
合集下载
相关主题
- 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)。
1. 声压与声压级 2. 声强与声强级 3. 声功率与声功率级 4. 声能密度 5. 频谱和频程
2.2.2 声波的物理量度
1.声压和声压级：
p (P P0 )
静态压强
1.声压和声压级
a.瞬时声压：某一瞬间的声压。
b.有效声压（pe）：在一定时间间隔中将瞬 时声压对时间求方均根值即得有效声压。
a.级的叠加（查表、图法）：
LpT 10 lg100.1Lp1 100.1Lp1 Lp
LpT Lp1 10 lg 1100.1Lp '
令： L' 10lg1100.1Lp
LpT Lp1 L'
a.级的叠加：
LpT Lp1 L'
L' 10lg1100.1Lp
△Lp
a.级的叠加：
定义
<20
20-20000
>20000
次
<500 500-2000 >2000
超
低频声 中频声 高频
声
音频声
声
2.2.1 描述声波的基本物理量
3.波长： 声波两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距 离叫做波长，或者说声源每振动一次，声波 的传播距离。
c cT
f
f 1 T
2.2.1 描述声波的基本物理量
意义： 声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理 量；声功率可用于鉴定各种声源。
b.声功率与声强的关系
I W S
球面辐射时：
I
W
4r 2
波阵面面积
c.声功率级
LW
10 lg W W0
W0 1012W
声功率级单位：分贝。
4.声能密度
定义： 声场中单位体积媒质所含有的声能量。
对于在自由空间内传播的平面声波而言：
x sin(2ft )
位移 振幅
周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
2.2.1 描述声波的基本物理量
1.周期： 质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（s）。 2.声波频率： 一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹(Hz)。
频率范围 (Hz) 声音
a.级的叠加（公式法） 当n个声源互不干涉时：
pT2 p12 p22 ... pn2 当n=2时，
pT2 p12 p22
a.级的叠加（公式法）
由于：
Lp
20 lg
p p0
p2 100.1Lp • p02
代入上式：
pT2 p12 p22 100.1Lp1 • p02 100.1Lp2 • p02 p02 (100.1Lp1 100.1Lp2 )
2.2 声波的描述
2.2.1 描述声波的基本物理量 2.2.2 声音的物理量度 2.2.3 声波的类型
2.2.1 描述声波的基本物理量
2.2.1 描述声波的基本物理量
x sin(2ft )
位移 振幅
周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
2.2.1 描述声波的基本物理量
4.声速：振动在媒质中传播的速度。
媒质特性的函数，取决于该媒质的弹性和密度； 声速会随环境的温度有一些变化。
表 21.1℃ 时声速近似值（m/s）
媒质 空气 水 混凝 玻璃 铁 铅 软木 硬木
名称
土
声速 344 1372 3048 3653 5182 1219 3353 4267
2.2.2 声波的物理量度
当n个声源发生干涉时：
n
•先求出瞬时声压 p p1 p2 ... pn pi
i 1
•求出总声压的有效值
•求出总声压级
LpT
10 lg n 100.1Lpi
i1
b.级的相减
仪器测
的噪声
LpT
10 lg100.1LpB
0.1L
10
pS
LpS 10 lg100.1LpT 100.1LpB
LI
10lg
I I0
I0 1012 W m2
声强级单位：分贝。
声压级和声强级的关系：
LI
10lg
I I0
P2 I
c
LI
10
lg
P P02
2
c 0c0
20 lg
P P0
10 lg
0c0 c
LI
Lp
10 lg 400
c
3.声功率和声功率级
a.声功率: 声源在单位时间内辐射的总能量，单位是瓦。
a.级的叠加：
表示为声压级：
LpT
10 lg
pT2 p02
10 lg 100.1Lp1
100.1Lp2
当n个声源时，
LpT
10 lg n 100.1Lpi i1
a.级的叠加（查表、图法）：
令： Lp Lp1 Lp2
则：
Lp2 Lp1 Lp
代入下式中：
LpT 10 lg100.1Lp1 100.1Lp2 可得： LpT 10 lg100.1Lp1 100.1Lp1 Lp
声源真 实噪声
背景 噪声
b.级的相减
令：LpB LpT LpB
声学基本知识
Chapter 2 声学基础知识
2.1 声音的产生和传播 2.2 声波的描述 2.3 声波的传播特性 2.4 声源的辐射特性
2.1声音的产生和传播
物体的振动是产生声音的wk.baidu.com源。 声源： 我们把产生声音的振动物体称作声源。
2.1.2 声音的产生和传播
声波：这种向前推进着的空气振动称为声波。 声场：有声波传播的空间叫声场。 声音传播的实质： 声音传播是指物体振动形式的传播。
Lp
20 lg
p p0
p0 2105 pa
声压级单位：分贝。
2.声强和声强级：
a.声强: 在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面 积的声能量，称为声音的强度，简称为声强， 单位是瓦每平方米 。
P2 I
c
2.声强和声强级：
b.声强级: 该声音的声强与参考声强的比值取以10为底 的对数再乘10，即：
pe
1 T p2 (t)dt T0
1.声压和声压级：
日常生活中声音的声压数据 (Pa)
声音种类
声压 声音种类
声压
正常人耳能 听到最弱声
普通说话声 （1m远处）
公共汽车内
2X10-5 织布车间
2
2X10-2 柴油发动机、球 20 磨机
0.2
喷气飞机起飞
200
1.声压和声压级：
c. 声压级: 该声音的声压与参考声压的比值取以10为底 的对数再乘20，即：
D
pe2
0c2
5.频程和频谱：
a.频谱图： 以频率为横轴，以声压为纵轴，绘出的图叫声音 的频谱图。
常见噪声的频谱图
5.频程和频谱：
b. 频程：
为方便起见，通常将宽广的音频变化范围划分 为若干个较小的频段，称为频段或频程。
f2 2n f1
f f2 f1
f ( 2n 1 ) f
2n
**级的运算
2.2.2 声波的物理量度
1.声压和声压级：
p (P P0 )
静态压强
1.声压和声压级
a.瞬时声压：某一瞬间的声压。
b.有效声压（pe）：在一定时间间隔中将瞬 时声压对时间求方均根值即得有效声压。
a.级的叠加（查表、图法）：
LpT 10 lg100.1Lp1 100.1Lp1 Lp
LpT Lp1 10 lg 1100.1Lp '
令： L' 10lg1100.1Lp
LpT Lp1 L'
a.级的叠加：
LpT Lp1 L'
L' 10lg1100.1Lp
△Lp
a.级的叠加：
定义
<20
20-20000
>20000
次
<500 500-2000 >2000
超
低频声 中频声 高频
声
音频声
声
2.2.1 描述声波的基本物理量
3.波长： 声波两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距 离叫做波长，或者说声源每振动一次，声波 的传播距离。
c cT
f
f 1 T
2.2.1 描述声波的基本物理量
意义： 声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理 量；声功率可用于鉴定各种声源。
b.声功率与声强的关系
I W S
球面辐射时：
I
W
4r 2
波阵面面积
c.声功率级
LW
10 lg W W0
W0 1012W
声功率级单位：分贝。
4.声能密度
定义： 声场中单位体积媒质所含有的声能量。
对于在自由空间内传播的平面声波而言：
x sin(2ft )
位移 振幅
周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
2.2.1 描述声波的基本物理量
1.周期： 质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（s）。 2.声波频率： 一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹(Hz)。
频率范围 (Hz) 声音
a.级的叠加（公式法） 当n个声源互不干涉时：
pT2 p12 p22 ... pn2 当n=2时，
pT2 p12 p22
a.级的叠加（公式法）
由于：
Lp
20 lg
p p0
p2 100.1Lp • p02
代入上式：
pT2 p12 p22 100.1Lp1 • p02 100.1Lp2 • p02 p02 (100.1Lp1 100.1Lp2 )
2.2 声波的描述
2.2.1 描述声波的基本物理量 2.2.2 声音的物理量度 2.2.3 声波的类型
2.2.1 描述声波的基本物理量
2.2.1 描述声波的基本物理量
x sin(2ft )
位移 振幅
周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
2.2.1 描述声波的基本物理量
4.声速：振动在媒质中传播的速度。
媒质特性的函数，取决于该媒质的弹性和密度； 声速会随环境的温度有一些变化。
表 21.1℃ 时声速近似值（m/s）
媒质 空气 水 混凝 玻璃 铁 铅 软木 硬木
名称
土
声速 344 1372 3048 3653 5182 1219 3353 4267
2.2.2 声波的物理量度
当n个声源发生干涉时：
n
•先求出瞬时声压 p p1 p2 ... pn pi
i 1
•求出总声压的有效值
•求出总声压级
LpT
10 lg n 100.1Lpi
i1
b.级的相减
仪器测
的噪声
LpT
10 lg100.1LpB
0.1L
10
pS
LpS 10 lg100.1LpT 100.1LpB
LI
10lg
I I0
I0 1012 W m2
声强级单位：分贝。
声压级和声强级的关系：
LI
10lg
I I0
P2 I
c
LI
10
lg
P P02
2
c 0c0
20 lg
P P0
10 lg
0c0 c
LI
Lp
10 lg 400
c
3.声功率和声功率级
a.声功率: 声源在单位时间内辐射的总能量，单位是瓦。
a.级的叠加：
表示为声压级：
LpT
10 lg
pT2 p02
10 lg 100.1Lp1
100.1Lp2
当n个声源时，
LpT
10 lg n 100.1Lpi i1
a.级的叠加（查表、图法）：
令： Lp Lp1 Lp2
则：
Lp2 Lp1 Lp
代入下式中：
LpT 10 lg100.1Lp1 100.1Lp2 可得： LpT 10 lg100.1Lp1 100.1Lp1 Lp
声源真 实噪声
背景 噪声
b.级的相减
令：LpB LpT LpB
声学基本知识
Chapter 2 声学基础知识
2.1 声音的产生和传播 2.2 声波的描述 2.3 声波的传播特性 2.4 声源的辐射特性
2.1声音的产生和传播
物体的振动是产生声音的wk.baidu.com源。 声源： 我们把产生声音的振动物体称作声源。
2.1.2 声音的产生和传播
声波：这种向前推进着的空气振动称为声波。 声场：有声波传播的空间叫声场。 声音传播的实质： 声音传播是指物体振动形式的传播。
Lp
20 lg
p p0
p0 2105 pa
声压级单位：分贝。
2.声强和声强级：
a.声强: 在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面 积的声能量，称为声音的强度，简称为声强， 单位是瓦每平方米 。
P2 I
c
2.声强和声强级：
b.声强级: 该声音的声强与参考声强的比值取以10为底 的对数再乘10，即：
pe
1 T p2 (t)dt T0
1.声压和声压级：
日常生活中声音的声压数据 (Pa)
声音种类
声压 声音种类
声压
正常人耳能 听到最弱声
普通说话声 （1m远处）
公共汽车内
2X10-5 织布车间
2
2X10-2 柴油发动机、球 20 磨机
0.2
喷气飞机起飞
200
1.声压和声压级：
c. 声压级: 该声音的声压与参考声压的比值取以10为底 的对数再乘20，即：
D
pe2
0c2
5.频程和频谱：
a.频谱图： 以频率为横轴，以声压为纵轴，绘出的图叫声音 的频谱图。
常见噪声的频谱图
5.频程和频谱：
b. 频程：
为方便起见，通常将宽广的音频变化范围划分 为若干个较小的频段，称为频段或频程。
f2 2n f1
f f2 f1
f ( 2n 1 ) f
2n
**级的运算