声学术语
来源: 作者: 发布时间:2014-02-25 14:48 浏览量:918
1、 声学是声音的科学。我们通过听觉器官感知声音。对任何事物的理解主观上都有喜恶之分。声音的主观感受不仅定义了音乐与噪声的差异,也说明了与之沟通的空间的品质。人们通常认为声学领域面狭而深奥,除了设计音乐厅外很少再有实际应用。实际上这个领域有许多实用的分支,包括噪声控制、心理声学(声音对人的心理影响)、生理声学(声音对人身体的影响)、生物声学(声波应用于医学诊断),和建筑声学。
2、 声音的产生:当弹性介质中以多种速率产生能够被听觉器官感知的压力振动时,声音就产生了。为了简单实用,本书描述的声波在大多数人类能够感知的范围内。声音的产生是物理现象,而噪声是声音的一种主观感受。因此,如果森林中的树木倒了,附近并没有一个人听到,虽然这棵树产生了声音,却不是噪声。(该讨论需时过长,暂放一下)。
如果压力振动源位置固定(与固定观察者之间的关系)且物理尺寸小于声源与观察者之间的距离,我们称之为点声源。如果该声源以恒定速率振动,便产生纯音。可以用单一频率或单一振动速率描述该声源。频率单位为周(振动的循环)/秒,也被称为赫兹(简写Hz),它是以发现电磁辐射波的德国物理学家海因里希.赫兹命名的。
3、 分贝定义的比例关系是一个数值单位,如声功率、声压和声强。这个单位必须规定分贝的意义。使用指定的 “级”做限定词是符合该宗旨的一种方法(例如,声压级是用压强做参考单位)。
4、 声压:指在某一瞬时压强变化。符号P。
人耳感觉的声压变化非常大,听觉下限和上限相差106倍。
人耳的感受不与声压成正比,而与声压的对数成正比,两个同样的声源放在一起,感觉并不是响一倍。
5、 声压级:取听觉下限 为基准声压,
任一声 压P的Lp为:
听觉下限: P=2*10-5N/m2 为0dB
能量提高100倍的 P=2*10-4N/m2 为20dB
听觉上限: P=20N/m2 为120dB
声音 |
噪声级(A) |
对人的影响 |
火箭导弹发射 |
150-160 |
听觉器官物理损伤 |
喷气飞机喷口 |
130-140 |
痛、无法忍受 |
螺旋桨飞机、高射机枪 |
120-130 |
痛 |
柴油机、球磨机 |
110-120 |
难于忍受 |
织布机、电锯、压缩机 |
100-110 |
较难忍受 |
载重汽车、高速公路边 |
90-100 |
很吵,难于语言通讯 |
大声说话、闹市 |
70-80 |
较吵 |
一般说话 |
60-70 |
对其他讲话者有干扰 |
普通房间 |
50-60 |
较静 |
静 夜 |
30-40 |
非常静 |
消声室内 |
10-20 |
极静 |
听觉下限 |
0-10 |
听(0) |
6、 声压级的叠加
当几个不同的声源同时作用于某一点时,若不考虑干涉效应,该点的总声能密度是各个声能密度的代数和,即
(1 )
而它们的总声压(有效声压)是各声压的方根值,即:
(2 )
声压级叠加时,不能进行简单的算术相加,而要求按对数运算规律进行。例如,n个声压相等的声音,每个声压级为,它的总声压级并不是
而应为:
(3 )
从上式可以看出,两个数值相等的声压级叠加时,只比原来增加3dB,而不是增加1倍,如l00dB加100dB只是103dB,而不是200dB。这一结论同样适用于声能密度与声功率级的叠加。
此外,可以证明,两个声压级分别Lp1和Lp2(设Lp1≥Lp2)其总声压级为:
( 4 )
7、 声音的频谱
表示某种声音 频率成分及其声压级组成情况的图形任何振动的波形都可以分解为若干单频简谐振动的合成。
8、 频带
因为材料对不同频率的声音有不同的反应,因此通常需提供更多的以频率为函数的声学信息。为此,最一般的方法是采用特定频段内的声压级。这些频段以单一频率命名,最通常的是以倍频程分类,美国国家标准化组织定义中心频率为31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000和16000Hz。注意:每一个连续倍频程的频率是前一个频率的二倍。测量和报告中最常用的倍频程介于125到4000Hz之间。人类语言频率范围在500到4000Hz之间,元音发声趋向低频,辅音发声趋向高频。