第9章建筑声学基础知识.ppt

第三篇 建筑声学;第九章 建筑声学的基本知识;第一节 声音的产生与描述;一、声音的产生与传播;如用小锤敲打音叉，音叉便会发生振动，并带动邻近的空气发生振动，当音叉向某一方向振动时，便压缩其邻近的空气发生振动，使之变密；当音叉向另一方向振动时，便反向拉伸这一部分空气，使之变疏，从而导致上述部分空气随着音叉的振动频率，产生一密一疏的周期变化，即形成振动。而后，其又带动较远部分的空气亦随之发生振动，使音叉的振动在空气中由近及远，向四面八方传播。 设在一无限长的圆管内置一直径与圆管内径相同的活塞，并假设活塞与管壁的摩擦可以忽略，以外力作用于活塞使之产生振动 ;当活塞受力离开静止位置向右方作一小位移时活塞右方的空气质点则被压缩而变得密集，具有一定的位能，同时运动的质点具有一定的动能。接着它就向右膨胀，挤压邻近的质点层，使之亦变得密集，由于质点的弹性碰撞，动能也随之传递过去。这样，邻近质点的运动又依次传向较远的质点，密集状态即逐层向右传播，以致离开声源的质点也相继运动。与此同时，紧挨活塞左侧的质点层由于活塞向右移动而变得稀疏。 同样，这一稀疏层也逐层向左传播，下一时刻，当活塞作反方向运动时，它的左侧出现密集层，右侧出现稀疏层，这样，随着活塞不断地来回运动，它的两侧就相继形成疏密相间的质点层并逐渐向远处传播，此即为声波。 ;产生声波的条件 要有产生声振动的物体（声源） 要有能传 播声振动的载体（媒质） 声波的类型 波的传播过程中，空气质点的振动方向与波传播的方向相平行，称为纵波。若介质质点的振动方向与波传播的方向相垂直，则称为横波，如水的表面波。 根据介质的不同，声音可分为空气声和固体声 ，通过空气传播的声音为空气声，通过固体传播的声音为固体声 ;二、频率、波长与声速 ; 当温度为0℃时，声波在不同介质中的速度为： 松木 3320 m／s 软木 500 m／s 钢 5000 m／s 水 1450m／s 声速不是质点振动的速度，而是振动状态传播的速度：它的大小与振动的特性无关，而与介质的弹性、密度以及温???有关。在空气中，声速与温度的关系如下： ;在一定的介质中声速是确定的，因此频率越高，波长就越短。通常室温下空气中的声为340m／s(θ＝20℃)，(100一4000)Hz的声音波长范围大约在3.4m至8.5cm之间 人耳能听到的声波的频率范围约在(20一20 000)Hz之间。低于20Hz的声波称为次声,高于20 000Hz的称为超声。次声与超声不能使人产生声音的感觉。;三、声波的特性;波在传播过程中遇到一块有小孔的障板时，如孔的尺度与波长相比为很小，小孔处的质点可近似地看作一个集中的新声源，产生新的球面波。它与原来的波形无关。 当孔的尺度比波长大得多时，则新的波形较复杂。 ;从图两个例子可以看出，当声波在传播途径中遇到障板时，不再是直线传播，而是能绕到障板的背后改变原来的传播方向，在它的背后继续传播，这种现象称为绕射。;3．声波的反射;平面反射满足反射定律 (1)入射线、反射线和反射面的法线在同一平面内。 (2)入射线和反射线分别在法线的两侧。 (3)反射角等于入射角 曲面反射 凸面反射散声 凹面反射聚声 ;回声与混响 回声是一种特殊的反射声，当传到人耳的入射声与从较远的障碍物反射回来的声音时差大于50ms，便可清楚地听到两种非常相似的声音。 回声产生的条件： 足够的时间差 足够的声压级差 混响：回声以外的其它反射声之和（叠加）为混响声，在围敝空间的声源停止发声后，由于界面的多次反射或散射而逐渐衰减的现象。 混响时间：围敝空间的声源停止发声后，其声强减至原声强的百万分之一，即衰减60dB所经历的时间。;4、声波的透射与吸收;透射声能与入射声能之比称为“透射系数”，记作τ 反射声能与入射声能之比称为“反射系数”，记作r， 入们常把τ值小的材料称为“隔声材料”，把r值小的称为“吸声材料”。 实际上构件的吸收只是Eα，但从入射波与反射波所在的空间考虑问题，常用下式来定义材料的吸声系数。： ;课后作业;上次课主要内容回顾;第二节 声音的计量;一、声功率、声强和声压;2． 声强;对于球面波，声强与点声源的声功率成正比，而与到声源的距离平方成反比 对于平面波，声线互相平行，同一束声能通过与声源距离不同的表面时，声能没有聚集或离散，即与距离无关，所以声强不变;所谓声压，是指介质中有声波传播时，介质中的压强相对于无声波时介质静压强的改变量，所以声压的单位就是压强的单位，即N／㎡，或Pa。 任一点的声压都是随时间而不断变化的，每一瞬间的声压称瞬时声压，某段时间内瞬时声压的均方根值称为有效声压。 如未说明，通常所指的声压即为有效声压。; 声压与声强有着密切的关系。在自由声场中，某处的声强与该