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天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。——《孟子》

声学基础知识

声学是物理学分支学科之一，是研究媒质中机械波的产生、传播、

接收和效应的科学。媒质包括物质各态(固体、液体和气体等)，可以是

弹性媒质也可以是非弹性媒质。以下是由店铺整理关于声学知识的内

容，希望大家喜欢!

声学的领域

介绍

与光学相似，在不同的情况，依据其特点，运用不同的声学方法。

波动

也称物理声学，是用波动理论研究声场的方法。在声波波长与空

间或物体的尺度数量级相近时，必须用波动声学分析。主要是研究反

射、折射、干涉、衍射、驻波、散射等现象。在关闭空间(例如室内，

周围有表面)或半关闭空间(例如在水下或大气中，有上、下界面)，反

射波的互相干涉要形成一系列的固有振动(称为简正振动方式或简正波)。

简正方式理论是引用量子力学中本征值的概念并加以发展而形成的(注

意到声波波长较大和速度小等特性)。

射线

或称几何声学，它与几何光学相似。主要是研究波长非常小(与空

间或物体尺度比较)时，能量沿直线的传播，即忽略衍射现象，只考虑

声线的反射、折射等问题。这是在许多情况下都很有效的方法。例如

在研究室内反射面、在固体中作无损检测以及在液体中探测等时，都

用声线概念。

统计

主要研究波长非常小(与空间或物体比较)，在某一频率范围内简正

振动方式很多，频率分布很密时，忽略相位关系，只考虑各简正方式

的能量相加关系的问题。赛宾公式就可用统计声学方法推导。统计声

学方法不限于在关闭或半关闭空间中使用。在声波传输中，统计能量

技术解决很多问题，就是一例。

分支

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼

可以归纳为如下几个方面：

从频率上看，最早被人认识的自然是人耳能听到的“可听声”，

即频率在20Hz～20000Hz的声波，它们涉及语言、音乐、房间音质、

噪声等，分别对应于语言声学、音乐声学、房间声学以及噪声控制;另

外还涉及人的听觉和生物发声，对应有生理声学、心理声学和生物声

学;还有人耳听不到的声音，一是频率高于可听声上限的，即频率超过

20000Hz的声音，有“超声学”，频率超过500MHz的超声称为“特

超声”，当它的波长约为10-8m量级时，已可与分子的大小相比拟，

因而对应的“特超声学”也称为“微波声学”或“分子声学”。超声

的频率还可以高1014Hz。二是频率低于可听声下限的，即是频率低于

20Hz的声音，对应有“次声学”，随着次声频率的继续下降，次声波

将从一般声波变为“声重力波”，这时必须考虑重力场的作用;频率继

续下降以至变为“内重力波”，这时的波将完全由重力支配。次声的

频率还可以低至10-4Hz。需要说明的是，从声波的特性和作用来看，

所谓20Hz和20000Hz并不是明确的分界线。例如频率较高的可听声

波，已具有超声波的某些特性和作用，因此在超声技术的研究领域内，

也常包括高频可听声波的特性和作用的研究。

从振幅上看，有振幅足够小的一般声学，也可称为“线性(化)声

学”，有大振幅的“非线性声学”。

从传声的媒质上看，有以空气为媒质的“空气声学”;还有“大气

声学”，它与空气声学不同的是，它主要研究