声学第2讲基本知识.pptVIP

第二讲声环境基本知识 2.1 声音的基本概念和性质 2.1.1基本概念 声音:是指人耳所感觉到的“弹性”介质中的振动或压力的迅速而微小的变化。 人耳:外耳、中耳、内耳、骨传导 声源：是指受外力作用而产生振动引起声音的物体，如音叉、气笛；声音产生于振动，振动的物体是声源。“声”由声源发出，“音”在传播介质中向外传播。 2.1.2描述声音的基本物理量周期、频率、波长与声速 周期T:完成一次振动的所需的时间 频率 f:每秒钟振动的次数，单位Hz(赫兹） T=1/f波长?：在传播途径上，两相邻同相位质点距离。单位为m(米); 声波完成一次振动所走的距离。声速C：声波在某一介质中传播的速度。单位m/s。 C= ?/T= ?f 2.1.4 声波的绕射、反射和散射 各种反射 2.1.5 声波的透射与吸收 声波具有能量，简称声能。 当声波碰到室内某一界面后（如天花、墙），一部分声能被反射，一部分被吸收（主要是转化成热能），一部分穿透到另一空间。 材料的吸声量：是指材料的吸声面积与其吸声系数之乘积单位为m2。不同材料，不同的构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用透射系数小的材料防止噪声。在音质设计中需要选择吸声材料，控制室内声场。 声透射：是指声能透过建筑物体而传递的现象。透射系数表示建筑构件的透射能力; 隔声量:是指建筑构件的传声损失 （dB） 2 .2 声音强弱的计量 声波是能量的一种传播形式。人们常谈到声音的大小或强弱，或一个声音比另一个声音响或不响，这就提出了声音强弱的计量。 2.1.1 声功率、声强、声压1、声功率：单位时间内物体向外辐射的能量W。（瓦或微瓦） 声功率是声源本身的一种重要属性。 人正常讲话——50?W,100万人同时讲话50W,相当于一个灯泡。 训练有素的歌手——5000~10000 ?W。 汽车喇叭——0.1 W,喷气飞机——10KW。 在厅堂设计中如何充分利用有限的声功率是很重要的问题。 2、声强：单位时间内通过声波传播方向垂直单位面积上的声能。 对于点声源: 对面声源: 对线声源 2、声压级Lp: 取参考声压为Po=2*10-5N/m2为基准声压， 1000Hz时,声音的听觉下限; 能量提高100倍的P=2*10-3N/m2 为20dB; 听觉上限： P=20N/m2 Lp 为120dB 1/3倍频程：取后一频率为前一频率的2 1/3倍,将倍频程再分成三个更窄的频带，使频率划分更加细化，其中心频率按倍频的1/3增长，为：12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 ... 2.3.2 声源的指向性 声源发出的声音在各个方向上分布不均匀，具有指向性。 声源尺寸比波长小得多时，可看作点声源，无指向性。 声源尺寸比波长差不多或更大时，声源不再是点声源，出现指向性。人们使用喇叭，目的是为了增加指向性。 2.4 人耳的主观听觉特性 人耳的结构：外耳、中耳、内耳、骨传导 听觉过程:空气振动→外耳鼓膜→中耳小听骨放大→内耳中液体→内耳神经末梢→大脑的过程 2.4.1 听觉范围 最高最低频率可听极限一般地，青少年20~20KHz,中年30~15KHz,老年100~10KHz。 2.4.2 听觉定位 人耳判断声源的远近比较差，但确定声源的方向比较准确。 人耳判断声源的方位主要靠双耳定位，对时间差和强度差进行判断。 人耳的水平方向感要强于竖直方向感。 通常，频率高于1400Hz强度差起主要作用；低于1400Hz时，时间差起主要作用。这就是人为什么对蚊子的定位比较准而对电话铃声的定位比较差的原因。 2.4.3 哈斯(Hass)效应 人耳有声觉暂留现象，人对声音的感觉在声音消失后会暂留一小段时间。 如果到达人耳的两个声音的时间间隔小于50ms，那么就不会觉得声音是断续的。 直达声到达后50ms以内到达的反射声会加强直达声。直达声到达后50ms后到达的“强”反射声会产生“回声”——哈斯效应。 根据哈斯效应，人耳在多声源发声内容相同的情况下，判断声源位置主要是根据“第一次到达”的声音。因此，剧场演出时，多扬声器的情况下要考虑“声象定位”的问题。 2.4.4 掩蔽效应 人耳对一个声音的听觉下限(听阈)因另外一个声音的存在而提高现象叫掩蔽效应。 掩蔽级:听觉下限(听阈)提高的分贝数. 频率相近的声音,掩蔽作用大; 低频声对高频声的掩蔽作用大; 高频声对低频声的掩