維也納聲學(xué)基礎(chǔ)名詞(二)

1、維也納聲學(xué)基礎(chǔ)名詞（二）聲波的衍射：聲波在傳播過程中遇到障礙物或孔洞的尺寸比波長小時(shí)，聲波將繞過它們，這種現(xiàn)象叫衍射。繞射的情況與聲波的波長和障礙物（或孔）的尺寸有關(guān)，與原來的波形無關(guān)。 只聞其聲不見其人、隔墻有耳，即是說的聲波的衍射。1、 聲學(xué)：研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接受和效應(yīng)的科學(xué)。 2、 聲波：（1）彈性媒質(zhì)中傳播的壓力、應(yīng)力、質(zhì)點(diǎn)位移、質(zhì)點(diǎn)速度等的變化或幾種變化的綜合。（2）聲源產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，迫使其周圍的空氣質(zhì)點(diǎn)往復(fù)移動(dòng)，使空氣中產(chǎn)生在大氣壓力上附加的交變壓力，這一壓力稱為聲波。3、 縱波：媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)沿傳播方向運(yùn)動(dòng)的波?？諝庵械穆暡礊榭v波。4、 橫波：煤質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向相垂直

2、的波。5、 駐波：由于頻率相同，振幅相同的同類自由行波相互干涉而形成的空間分布固定的周期波。駐波的特點(diǎn)是具有固定于空間的腹或節(jié)。6、 波腹：駐波中某種聲場特性的幅值為最大的點(diǎn)、線或面。7、 波節(jié)：駐波中某種聲場特性基本為零的點(diǎn)、線或面。8、 房間共振和共振頻率房間中，聲音在各個(gè)界面之間往復(fù)反射，由于衍射效應(yīng)，混疊的聲波有可能在某些特定的頻率上發(fā)生畸變，即由于房間對(duì)聲音頻率不同的“響應(yīng)”，造成室內(nèi)聲能密度因聲源發(fā)出聲波頻率不同而有強(qiáng)有弱。房間存在共振頻率（也稱“固有頻率”或“簡正頻率”），聲源的頻率與房間的共振頻率越接近，越容易引起房間的共振，該頻率的聲能密度也就越強(qiáng)。房間共振防止原則：使共振頻

3、率分布盡可能均勻。 選擇合適的房間尺寸、比例和形狀；將房間的墻或天花板做成不規(guī)則形狀；將吸聲材料不規(guī)則的分布在房間的界面上。9、 阻抗：一個(gè)擬力的量（力、壓力、力矩、電壓、溫度或電場強(qiáng)度）和它所產(chǎn)生的擬速度的量（速度、體積速度、角速度，電流、熱流或磁場強(qiáng)度）的復(fù)數(shù)比值。阻抗的倒數(shù)是導(dǎo)納。10、 聲阻抗：媒質(zhì)在一定波陣面的面積上的聲壓與通過這個(gè)面積速度的復(fù)數(shù)比值。11、 聲阻抗率：媒質(zhì)里某一點(diǎn)的聲壓與質(zhì)點(diǎn)速度的復(fù)數(shù)比值。聲阻抗率的實(shí)數(shù)部分是聲阻率，虛數(shù)部分是聲抗率。12、 特性阻抗：平面自由行波在媒質(zhì)中某一點(diǎn)的有效聲壓與通過該點(diǎn)的有效速度的比值，特性阻抗等于媒質(zhì)的密度與聲速的乘積。13、 基頻;

4、（1）周期性振蕩中與其周期相同的正弦式量的頻率。（2）振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率。14、 諧頻：頻率為基頻的整數(shù)倍的頻率，稱為諧頻。15、 諧波：周期性振蕩中，頻率等于基頻整數(shù)倍的正弦式量，在音樂聲源中，諧波的多少直接影響音質(zhì)的好壞。16、 純音：（1）有單一聲調(diào)的聲音。（2）瞬時(shí)值為一簡單正弦式時(shí)間函數(shù)的聲波。17、 復(fù)音：（1）具有一個(gè)以上音調(diào)的聲覺。（2）由一些頻率不同的簡單正弦式成分合成的聲波。18、 分音：（1）復(fù)音中可以用耳分清為一簡單聲音而不能再分的成分。（2）復(fù)音中的一個(gè)物理成分。分音的頻率可以比基頻高，也可以比基頻低；可以是基頻的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍，也可以不是。分音不是基頻的整數(shù)倍或

5、分?jǐn)?shù)時(shí)，稱為非諧頻分音。19、 泛音：復(fù)音中高于基頻的其他各次頻率稱為泛頻。當(dāng)泛頻為基頻整數(shù)倍時(shí)，則稱為諧頻，這時(shí)稱基頻為第一諧頻，第一泛頻則稱為第二諧頻，以此類推。20、 音程：兩個(gè)聲音的音調(diào)或頻率（依使用情況而定）的距離，用頻率比或它的對(duì)數(shù)表示。當(dāng)形成音程的音連續(xù)湊出時(shí)，稱為旋律；當(dāng)同時(shí)湊出時(shí)，稱為和聲。21、 聲壓：（1）有聲波時(shí)，媒質(zhì)中的壓力超過靜壓力的值。一般使用時(shí)聲壓是有效聲壓的簡稱。（2）當(dāng)聲源發(fā)聲時(shí)，使周圍空氣的質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生振動(dòng)，從而使大氣壓力產(chǎn)生交變壓力，這一交變壓力即為聲壓，符號(hào)為P，單位是牛/米2（N/m2）或帕斯卡（pa）或微巴（bar）。22、 有效聲壓:在一段時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)

6、聲壓的均方根（一組瞬時(shí)值的平方的算術(shù)平均的平方根即成為均方根。）值，這段時(shí)間應(yīng)為周期的整數(shù)倍，或長到不影響計(jì)算結(jié)果的程度。23、 瞬時(shí)聲壓：在某點(diǎn)的瞬時(shí)聲壓等于在該點(diǎn)的瞬時(shí)總壓力減去靜壓力。24、 聽閾：人耳剛能感覺到的聲音。 1000Hz聲音的聽閾聲壓為p0=2×10-5Pa。25、 痛閾：使人產(chǎn)生疼痛感的上限聲音。1000Hz 聲音的痛閾聲壓為 20 Pa。26、 頻譜：聲音頻率與能量的關(guān)系用頻譜表示。這種以頻率范圍為橫坐標(biāo)與其相應(yīng)的聲壓級(jí)為縱坐標(biāo)所組成的圖形成為聲源的頻譜圖。27、 頻帶：可聽聲的頻率范圍很大（20Hz20000Hz），不可能逐個(gè)對(duì)聲音的每個(gè)頻率進(jìn)行分析，這樣做

7、工作量太大，有時(shí)也沒有必要如此精細(xì)。因此，將聲音的頻率范圍劃分成若干個(gè)區(qū)段，稱為頻帶。每個(gè)頻帶有一個(gè)下限頻率和上限頻率，而（Hz）稱為頻帶寬度，簡稱帶寬； 和的幾何平均稱為頻帶中心頻率，。頻帶是人為劃定的，常用倍頻帶（也稱倍頻程）和1/3倍頻帶（也稱1/3倍頻程）表示。倍頻帶常作為一般工程使用，1/3倍頻帶用于較高精度的實(shí)驗(yàn)室測量或研究。由此提出了頻程數(shù)n的概念，即后一頻率是前一頻率的2n倍。除了倍頻帶、1/3倍頻帶以外，還可以更細(xì)地劃分為1/12倍頻帶、1/24倍頻帶，甚至無限細(xì)。2n倍可用式（2.2-5）表示。 (2.2-5) 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和我國國家標(biāo)準(zhǔn)，在聲頻范圍內(nèi)對(duì)倍頻帶和1/

8、3倍頻帶的劃分作了標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，如表2.2-1所示。28、 表2.2-1 倍頻帶和1/3倍頻帶的劃分（Hz）倍頻帶1/3倍頻帶倍頻帶1/3倍頻帶中心頻率截止頻率中心頻率截止頻率中心頻率截止頻率中心頻率截止頻率1611.222.412.5162011.214.114.117.817.822.4100071014008001000125071090090011201120140031.522.4452531.54022.4282835.535.545200014002800160020002500140018001800224022402800634590506380455656717190400

9、028005600315040005000280035503550450045005600125901801001251609011211214014018080005600112006300800010000560071007100900090001120025018035520025031518022422428028035516000112002240012500160002000011200141001410017800178002240050035571040050063035545045056056071029、 聲源強(qiáng)度：簡單聲源發(fā)出正弦式波時(shí)的最大體積速度。（簡單聲源是指尺度甚

10、小于波長的聲源）30、 聲強(qiáng)：聲強(qiáng)是衡量聲波在傳播過程中聲音強(qiáng)弱的物理量。聲場中某一點(diǎn)的聲強(qiáng)，即在單位時(shí)間內(nèi)，在垂直于聲波傳播方向的單位面積上所通過的聲能，符號(hào)為I，單位是瓦/米2（W/m2）。31、 聲功率：聲源輻射聲波時(shí)對(duì)外做功，聲功率是指聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能，符號(hào)為W，單位是瓦（W）。聲源聲功率或指在全部可聽頻率范圍所輻射的功率，或指在某個(gè)有限頻率范圍所輻射的功率（通常稱為頻帶聲功率）32、 級(jí)：在聲學(xué)中一個(gè)量與同類基準(zhǔn)量之比的對(duì)數(shù)。對(duì)數(shù)的底、基準(zhǔn)量和級(jí)的類別應(yīng)加注明。級(jí)的類別用名稱表示，如聲壓級(jí)、聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)等。33、 分貝：dB，聲學(xué)計(jì)量中一種級(jí)的單位，是貝爾的十分之一

11、。（分貝的感覺：當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)，在它周圍就會(huì)產(chǎn)生聲波，聲波不斷向外傳播，被人們聽到成為聲音。人耳的聽覺下限是0dB，低于15dB的環(huán)境是極為安靜的環(huán)境，安靜得會(huì)使人不知所措。鄉(xiāng)村的夜晚大多是25-30dB，除了細(xì)心才能夠體會(huì)到的流水、風(fēng)、小動(dòng)物等自然聲音以外，其他感覺一片寧靜，這也是生活在喧囂之中的城市人所追求的凈土。城市的夜晚會(huì)因區(qū)域不同而有所不同。較為安靜區(qū)域的室內(nèi)一般在30-35dB，住在繁華的鬧市區(qū)或是交通干線附近的居民，將不得不忍受室內(nèi)40-50dB（甚至更高）的噪聲。人們正常講話的聲音大約是60-70dB，大聲呼喊的瞬間可達(dá)100dB。在機(jī)器轟鳴的廠房中，持續(xù)的噪聲可達(dá)80-110d

12、B，這種高強(qiáng)度的噪聲會(huì)損害人耳的聽覺，并對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，長期還會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)衰弱、消化不良、聽力下降、心血管等疾病。人耳的噪聲聽覺上限是120dB，超過120dB的聲音會(huì)耳痛、難以忍受，140dB的聲音會(huì)使人失去聽覺。高分貝喇叭、重型機(jī)械、噴氣飛機(jī)引擎等都能夠產(chǎn)生超過120dB的聲音。分貝對(duì)于非專業(yè)人員來講是最難理解的，然而對(duì)于專業(yè)人士來講分貝又是再熟悉不過了。分貝(dB)是以美國電話發(fā)明家貝爾命名的，因?yàn)樨惖膯挝惶?，因此采用分貝，代?/10貝。分貝的概念比較特別，它的運(yùn)算不是線性比例的，而是對(duì)數(shù)比例的，例如兩個(gè)音箱分別發(fā)出60dB的聲音，合在一起并不是120dB，而是63dB。分貝的

13、計(jì)算較為復(fù)雜，疊加公式如下：如果兩個(gè)聲音Lp1和Lp2相加有：；如果三個(gè)聲音Lp1、Lp2和Lp3相加有：；更多的聲音相加以此類推。根據(jù)以上公式我們可以得到：60dB+70dB=70.4dB，88dB+90dB=92.1dB，80dB+80dB+80dB=84.8dB，97.5dB-92dB=96dB，使用分貝描述聲音大大小被稱為聲壓級(jí)，與后面講到的聲級(jí)不同，聲壓級(jí)是指在某個(gè)頻率范圍內(nèi)的聲音大小，任何聲音，不同頻率的分貝數(shù)可能是不同的。不能說某個(gè)聲音聲壓級(jí)是多少，而必須說某個(gè)頻率的聲壓級(jí)是多少。所有頻率聲壓級(jí)的計(jì)權(quán)和是聲級(jí)。就像考大學(xué)的成績，不能說考了80分，而需要說語文考了多少分，外語考了多

14、少分，這就是“聲壓級(jí)”，而聲級(jí)是各科求和的“總分”。）34、 聲壓級(jí)：聲壓p與基準(zhǔn)聲壓p0之比，取10為底的對(duì)數(shù)乘以20即為聲壓級(jí)，符號(hào)為Lp，單位dB，即Lp=20lg(p/p0)，基準(zhǔn)聲壓p0=2×10-5Pa。35、 聲功率級(jí)：聲功率(P)與基準(zhǔn)聲功率(P0)之比，去10為底的對(duì)數(shù)乘以10即為聲功率級(jí)，符號(hào)為Lw,單位是dB，即Lw=10Lg（P/P0）,基準(zhǔn)聲功率W0=10-12W。36、 聲強(qiáng)級(jí)：聲強(qiáng)的上下限可相差一萬億倍，用其度量聲音的強(qiáng)弱很不方便，同時(shí)人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的分辨能力也不與聲壓成正比，而是近似的與聲強(qiáng)的對(duì)數(shù)值成正比。通常聲強(qiáng)級(jí)LI用下式表示：LI=10Lg（I/

15、I0）。基準(zhǔn)聲壓I0=10-12W。 37、 頻帶聲壓級(jí)：聲音在某一頻帶中的聲壓級(jí)，頻帶的寬度和基準(zhǔn)聲壓必須指明。38、 聲級(jí)、噪聲級(jí)：用一定儀表特性和A、B、C計(jì)權(quán)特性測得的計(jì)權(quán)聲壓級(jí)。所有的計(jì)權(quán)聲級(jí)必須說明，否則即指A聲級(jí)。A、B、C計(jì)權(quán)特性分別是40、70、100方等響曲線的反曲線，計(jì)權(quán)特性用讀數(shù)后的字樣表示，如dB(A)等，計(jì)權(quán)的目的是為了測量的聲級(jí)大小等符合人耳的聽覺特性。39、 響度級(jí)：表示聲音強(qiáng)弱的主觀量，聲音的響度級(jí)等于等響的1000Hz純音的聲壓級(jí)，單位是方（Phon）。響度級(jí)為40方的時(shí)候響度為1宋，響度級(jí)每增加10方，響度增加一倍，即40方位1宋，50方為2宋，60方為4

16、宋，70方為8宋等。40、 響度：聽覺判斷聲音強(qiáng)弱的屬性，根據(jù)特可以把聲音排列成由輕到響的序列，響度主要依賴于引起聽覺的聲壓，但也與聲音的頻率和波形有關(guān)。響度的單位是宋。(宋：響度的單位。頻率為1000Hz，聲壓級(jí)為聽者聽閾以上40dB的一個(gè)純音所產(chǎn)生的響度就是1宋。任何一個(gè)聲音的響度如果被聽者判斷為1宋響度的幾倍，這個(gè)響度就是級(jí)宋。)等響曲線：表示響度級(jí)與聲壓級(jí)和頻率的關(guān)系的曲線，它是反映人耳對(duì)各頻率的靈敏度。 （ 人耳非常特別，不同頻率下相同聲壓級(jí)的聲音聽起來不一樣響。同樣50dB的聲音，低頻、高頻聽起來沒有中頻聽起來響，而低頻63Hz的70dB的聲音，和1000Hz的50dB的聲音，或和8000Hz的60dB的聲音聽起來一樣響。把頻率從20-20KHz聽起來一樣響的單頻率聲音的聲壓級(jí)畫成一條曲