声学基础知识[整理] .pdfVIP

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噪声产生原因

空气动力噪声

由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰

动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。

机械噪声

由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时

受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通

过空气传播，形成噪声。

液体流动噪声

液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩

擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪

声。

电磁噪声

各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组

线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。

燃烧噪声

燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度

和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。

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声波和声速

声波

质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，

就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,

高于20KHz的属超声波，低于20Hz的属次声波。

点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为

平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。

声频(f)声速(c)和波长(λ)

λ=cf

/

声速与媒质材料和环境有关：

ctc20.05273t

空气中，=331.6+0.6或(m/s)

在水中声速约为1500m/st—摄氏温度

传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即

λπλK

1/。有时也规定2/为波数，用符号表示。

质点速度

质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声

波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。

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声场

有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由

场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。

自由场

在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称

为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。

消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的

密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。

扩散场

声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声

场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。

人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室

内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。

自由场扩散场（混响场）

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半扩散场

如果实验房间很大，以至边界墙面和天花板的反射可以忽

略，只剩下地面的反射，这种空间称为半扩散场，或半自由

场。

精密的声学测量和分析要求在自由场或者扩散场进行，一

些工程要求的测试可以在半自由场进行。