声音物理学.PDFVIP

噪音與震動控制 第一章 聲音物理學 土木與空間資訊系 賴怡潔老師  1.1聲音 聲波 當物質受到擾動時，會引起周圍介質被擾動，而 使擾動產生的能量向外傳播，此現象稱為波動。 波傳播時只傳送擾動，並不傳送物質 。 例如 :擾動水面產生的波動稱為水波；振動彈簧產 生的波動稱為彈簧波；搖動繩子產生的波動稱為 繩波。 聲音是一種行進波，可以在 傳遞介質 (medium) 固體、液體或氣體( 中產生壓力波動) ，以一固定 的速度傳送到達人耳產生聽覺。 聲音屬於機械波 (力學波) ，在真空中聲音無法傳 遞。 2 力學波可分為橫波與縱波兩類: 介質振動方向和波的傳送方向垂直，稱為橫波 。 波的前進方向 介質振動方向 介質振動方向和波的傳送方向平行，稱為縱波 。 介質來回振動而形成有疏有密的情形，這種疏密 現象又造成壓力的變化，故又稱為壓力波，聲波 屬於此類。 波的前進方向 疏波 密波 介質振動方向 3  1.1聲音的特性 音速 (c) 聲音的傳播是一種能量的傳遞，同時這種傳播是 要有介質的存在，如空氣中的氣體分子一種介質， 而所謂的介質可以是固體、液體或是氣體。 音速即聲音傳播的速度， 一大氣壓20˚C時，音波 在空氣中傳播速度約為每秒 343公尺 。音速則受溫 度影響相當明顯，音速 C與絕對溫度K關係式 :  c f c 20.05 K T 如 室溫27˚C時音速為 347.3 m/s ，每增加1˚C ，在 空氣中音速增加約每秒0.6公尺 。 密度愈大的介質其傳音的速度愈快，同一物質而 言，聲音傳遞速度為：固體＞液體＞氣體 。 4 表 1-1 各種不同介質中之音速 (21.1℃) 介 質 ft/s m/s 空氣 1,128 344 水 4,500 1,372 混凝土 10,000 3,048 玻璃 12,000 3,658 鐵 17,000 5,182 鉛 4,000 1,219 鋼