建筑學(xué)研究生入學(xué)考試建筑物理聲學(xué)重點(diǎn)總結(jié)

1、聲波的傳播特性1、聲的繞射（衍射）1）現(xiàn)象：隔障礙物可聽(tīng)到聲音2）定義：聲波在經(jīng)過(guò)障礙物時(shí)，其傳播方向要發(fā)生改 變，能繞過(guò)障礙物繼續(xù)前進(jìn)的現(xiàn)象。 3）結(jié)論：障礙物尺度與聲波波長(zhǎng)相比足夠大，該物體 對(duì)聲傳播才有影響，才能改變聲的傳播方 向。特點(diǎn)：聲波的頻率越小，波長(zhǎng)越長(zhǎng)繞射的現(xiàn)象越明顯。舉例：在建筑中由于聲音的繞射造成的危害問(wèn)題：遮擋光線容易還是遮擋聲音容易？2、聲的反射1）現(xiàn)象：在較大的障礙物前（如墻等）或封閉空間中，聽(tīng)見(jiàn)的聲音較曠野里大，甚至聲源關(guān)閉后，聲音較長(zhǎng)時(shí)間才消失。2）定義：聲波傳到兩個(gè)介質(zhì)分界面時(shí)，部分聲波從界面返回原介質(zhì)的現(xiàn)象。3)反射條件： 障礙物反射板的尺度充分大（大于波長(zhǎng)）

2、。4）反射定律 a 反射線、入射線、 法線在同一平面。 b 反射線、入射線 在法線的兩側(cè) c 反射角=入射角5）典型反射面的應(yīng)用平面鏡象反射凹面形成聲聚焦凸面聲擴(kuò)散（尺度應(yīng)與入比較）3、聲的透射1）現(xiàn)象： 隔墻可以聽(tīng)到聲音2）定義： 聲傳播過(guò)程中，部分聲能被反射、部分被吸收、部分透過(guò)障礙物繼續(xù)傳播4、吸聲概念1）聲傳播的能量分配 Eo=Er+Ea+Et 能量守恒2）反射系數(shù) r= Er/Eo 透射系數(shù) t= Et/Eo3）吸聲系數(shù) a= 1- r概念：從入射聲能所在空間考慮，除反射聲以外，均不會(huì)引起該空間聲場(chǎng)的變化，故認(rèn)為除去反射聲的聲能以外，均視為被圍護(hù)結(jié)構(gòu)所“吸聲”。定義： a=（ Eo

3、- Er ）/ Eo= （ Ea + Er ）/ Eo聲的計(jì)量一、絕對(duì)計(jì)量1、聲功率W：聲源單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能 （W， mW）聲功率不等于電功率。 40萬(wàn)人同時(shí)大聲講話40W燈泡功率2、聲能密度D：1）定義： 聲場(chǎng)中單位體積的聲能量。 符號(hào)：D 單位： J/m32）特點(diǎn)：標(biāo)量。3）運(yùn)算： 3、聲強(qiáng)I： 1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)垂直于聲傳播方向單位 面積的聲能量。 2）特點(diǎn)：矢量。符號(hào)：I 單位：W/m2 3）運(yùn)算： 聲強(qiáng)描述了聲能在空間的分布。 點(diǎn)聲源、自由聲場(chǎng)：I=W/（4pr 2 ）4、聲壓 1）定義： 聲波存在時(shí)介質(zhì)壓強(qiáng)與無(wú)聲波時(shí)壓強(qiáng)間的差值。聲波通過(guò)時(shí)，空氣中即為大氣壓強(qiáng)的逾量值

4、符號(hào)： 單位：帕斯卡 2）特點(diǎn)：標(biāo)量。3）分類（測(cè)量）瞬時(shí)、峰值、有效值4）量間關(guān)系：二、聲壓級(jí)與聲強(qiáng)級(jí)A、級(jí)的引入：1）聲壓變化數(shù)值范圍大2)人耳對(duì)聲的感覺(jué)特性 人對(duì)聲的感覺(jué)量近似與聲壓值的對(duì)數(shù)成正比。聲強(qiáng)的變化范圍大約: 1萬(wàn)億倍聲壓的變化范圍大約: 1百萬(wàn)倍 用聲強(qiáng)、聲壓 計(jì)量很不方便 人耳的感覺(jué)變化與聲強(qiáng)和聲壓不成正比例， 而是近似地與他們的對(duì)數(shù)值成正比。由此引入了“級(jí)”的概念。級(jí)：主觀與客觀的結(jié)合。B、聲壓級(jí)定義： = 20 lg P/P0 dB 基準(zhǔn)聲壓 P0 =2105Pa（可聽(tīng)閾）特點(diǎn) 表達(dá)簡(jiǎn)便 可聽(tīng)閾 0dB 1m處正常交流 70dB 疼痛閾 120dB二、 聲音頻譜特性1、

5、問(wèn)題的提出1）音質(zhì)設(shè)計(jì)中要控制廳堂對(duì)不同頻率的反應(yīng)。2）噪聲控制中需分析其聲級(jí)的部分相應(yīng)頻率以便有針對(duì)地進(jìn)行處理。2、純音與復(fù)合聲 純音：?jiǎn)我活l率的聲音，又稱單頻聲 復(fù)合聲：若干純音的組合。3、頻譜的表示1）定義：組成復(fù)合聲的所有頻率或頻帶聲壓級(jí)表示為頻率的函數(shù)分布圖形或列表。2）種類：線狀譜：若干純音組成（樂(lè)音） 連續(xù)譜：由所有頻率的聲音組成。3）樂(lè)音組成： 基頻：復(fù)合聲中最低的頻率，又稱主頻 分音：復(fù)合聲中除基頻以外的其他純音 諧音：頻率為基頻整數(shù)倍的分音。4、頻譜的表示線譜表示：用每一個(gè)分音的頻率和與之對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)表示連續(xù)譜表示：用每一倍頻程和與之對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)表示 1倍頻程：兩頻率之比為

6、2：1的頻帶。 fu / fl =2， fn / fx = 2n ， fc = (fu . Fl)1/2 , n = log 2 ( fn / fx) fc為中心頻率，常用它代表該倍頻帶 。 1/3倍頻程：n=1/3時(shí)： 稱兩頻率相距1個(gè)1/3倍頻程 n=K1/3稱為K個(gè)1/3倍頻程 顯然31/3=1，則3個(gè)1/3倍頻程=1個(gè)倍頻程 的距離。2）倍頻程意義 倍頻程，1/3倍頻程均僅表示頻率劃分時(shí)兩個(gè)頻率之間的距離。顯然1/3倍頻程較倍頻程細(xì)。3)倍頻帶，1/3倍頻帶 1倍頻程或1/3倍頻程所包含的所有頻率帶 當(dāng)f上，f下滿足1倍頻程時(shí)為1倍頻帶 當(dāng)f上，f下滿足1/3倍頻程時(shí)為1/3倍頻帶 其

7、中心頻率f中2=f上f下三、 聲源指向特性1、定義： 聲源輻射聲能是空間方位的函數(shù)，此屬性稱為指向性。 2、特點(diǎn)：當(dāng)聲源尺寸L和聲波波長(zhǎng)之間的關(guān)系為：1、L入時(shí)：無(wú)方向性，聲源可看作點(diǎn)聲源， 球面波。2、L 入時(shí)：有方向性，聲源已不是點(diǎn)聲源。 L比入大得越多，指向性越強(qiáng)。 頻率越高、波長(zhǎng)越短，方向性越強(qiáng)； 頻率越低方向性越差。二、響度級(jí)與響度主觀計(jì)量1、聲音既是一個(gè)客觀物理量又是一個(gè)主觀量。 頻率相同，強(qiáng)度（聲壓級(jí)）不同響度不同 強(qiáng)度（聲壓級(jí)）相同，頻率不同響度不同例：Lp = 40 dB f：1000Hz 響 100Hz2、定義響度級(jí)A、 選定標(biāo)準(zhǔn)聲音： 1000Hz（純音）Lp=50dBB

8、、f1(2000Hz)（待測(cè)）48 f2(100Hz) (待測(cè)）59 他們的響度級(jí)都是： 50方定義：某頻率聲音的響度級(jí)等于根據(jù)聽(tīng)力正常的聽(tīng)音的聽(tīng)音判斷為等響的1KHz純音的聲壓級(jí)。 單位： 方 1KHz的聲壓級(jí)為響度級(jí)3、等響曲線1）現(xiàn)象：人耳對(duì)不同頻率的聲音，同頻率聲壓級(jí)強(qiáng) 度不同的聲音均有不同的感覺(jué)。這說(shuō)明 “耳”的主觀性極大。 測(cè)定： a 對(duì)象 1825歲大量聽(tīng)力正常的青年 b 環(huán)境 聲學(xué)消聲室 c 方法 聽(tīng)音者對(duì)聲源，用兩耳同時(shí)聽(tīng)，比較試聽(tīng)聲音 與1KHz的對(duì)照聲，調(diào)節(jié)試聽(tīng)聲與1KHZ的對(duì)照聲，調(diào)節(jié)試聽(tīng)聲使二者“等響”。然后測(cè)量聽(tīng)者不在時(shí)，其耳朵所在位 置2種聲音的聲壓級(jí)，取得一個(gè)等

9、響點(diǎn)。3、 總聲級(jí)1）、復(fù)合聲評(píng)價(jià)a 對(duì)各種復(fù)合聲應(yīng)有反映“人”主觀感覺(jué)響度的大 小，量度方法。b 由等響曲線知不同頻率的純音對(duì)人耳刺激量的 貢獻(xiàn)不同，而且在高聲級(jí)與低聲級(jí)時(shí)有差異。 高聲壓級(jí)時(shí)不同f對(duì)響度的貢獻(xiàn)相近 低聲壓級(jí)時(shí)不同f對(duì)響度的貢獻(xiàn)差異大 因此 既要考慮聲壓級(jí)大小，也要考慮f。2）總聲級(jí)復(fù)合聲所有頻率的聲音的總響度級(jí) 計(jì)量（每個(gè)頻率的聲音響度級(jí)按一定的規(guī)律相加） 聲級(jí)計(jì)響度級(jí)計(jì)量?jī)x器（1）、線性聲級(jí)（線性網(wǎng)絡(luò)或總聲壓級(jí)）：對(duì)任何頻率的聲音均無(wú)衰減，是各個(gè)頻率聲壓級(jí)的迭加總和，基本上是一客觀的物理量。（2）、 A聲級(jí)（A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)）：在各個(gè)頻率的聲 壓級(jí)進(jìn)行迭加時(shí)對(duì)500Hz以下的聲音作了 較大衰減后進(jìn)行迭 加，衰減比例參考了40 方的等響曲線（倒立形狀），這符合人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，與人耳所感覺(jué)的響度相近似，對(duì)人有影響的噪音測(cè)量用A