声学基础

噪声测试讲义

第一章声学基础知识

第一节声音的产生与传播

一、声音的产生

首先我们看几个例子：敲鼓时听到了鼓声，同时能摸到鼓面的振动；人能讲话是由于喉咙声带的振动；汽笛声、喷气飞机的轰鸣声，是因为排气时气体振动而产生的。通过观察实践人们发现一切发声的物体都在振动，振动停止发声也停止。因此，人们得出声音是由于物体的振动产生的结论。

二、声源及噪声源

发声的物体叫声源，包括一切固体、液体和气体。

产生噪声的发声体叫噪声源。

三、声音的传播

声音的传播需要借助物体的，传声的物体也叫介质，因此，声音靠介质传播，没有介质声音是无法传播的，真空不能传声，在真空中我们听不到声音。

声音的传播形式（以大气为例）是以疏密相间的波的形式向远处传播的，因此也叫声波。当声振动在空气中传播时空气质点并不被带走，它只是在原来位置附近来回振动，所以声音的传播是指振动的传递。

四、声速

声音的传播是需要一定时间的，传播的快慢我们用声速来表示。

声速定义：每秒声音传播的距离，单位：M/s。在空气中声速是340 m/s，水中声速为 1450m/s ，而在铜中则为 5000m/s。可见，声音在液体和固体中的传播速度一般要比在空气中快得多，另外，声速还和温度有关。

第二节人是怎样听到声音的

一、人耳的构造

人耳是由外耳、中耳和内耳三部分组成，各部分具有不同的作用共同来完成人的听觉。

耳朵三部分组成结构见彩图。

外耳，包括耳壳和外耳道，它只起着收集声音的作用。

中耳，包括鼓膜、鼓室、咽鼓管等部分。由耳壳经过外耳道可通到鼓膜，这里便进人中耳了。

鼓膜俗称耳膜，呈椭圆形，只有它才是接受声音信号的，它能随着外界空气的振动而振动，再把这振动传给后面的器官。

鼓室位于鼓膜的后面，是一个不规则的气腔。有一个管道使鼓室和口腔相通，这个管道叫咽鼓管。咽鼓管的作用是让空气从口腔进人中耳的鼓室，使鼓膜内外两侧的空气压力相等，这样鼓膜才能自由振动。

鼓室里最重要的器官是听小骨。听小骨由锤骨、砧骨和镫骨组成，锤骨直接与鼓膜相依附，砧骨居中，镫骨在最里面，它们的构造和分布就象一具极尽天工的杠杆，杠杆的前头连着鼓膜，后头连着内耳。它们能把鼓膜的振幅变小而压力扩大后传给内耳。

内耳的基本功用是感受由鼓膜送来的振动。内耳由不管听觉的三个半规管和专管听觉的螺旋状骨组织──耳蜗组成。半规管与听觉没有关系，是一种平衡器官。负责听觉的耳蜗，内部有一张薄膜，膜上布有听觉神经末梢──23500根神经纤维，它们通过听觉神经与脑髓膜相联系。耳蜗内部充满了胶质的液体，从鼓膜传来的振动由耳蜗内部的胶质液体传递给薄膜上的神经纤维，

引起听觉神经末梢的兴奋，并由听神经及大脑皮层的有关部位进行加工分析，这样就产生了听觉。

二、人听到声音的过程

上面我们讲了声音在空气中是以疏密相间的波的形式向远处传播的，实际上这种疏密相间的传播过程也是声压高低的传播过程，密部压强大，疏部压强小，这种变动的压力传人人耳，就会引起耳膜震动。因此，外界传来的声音能引起鼓膜振动，这种振动经听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，人就听到了声音。

三、耳聋

耳聋分两类，一是传导性耳聋，它是由于人耳的传导部分出现了障碍引起的，鼓膜损坏，听小骨损伤，这类耳聋可治疗。另一种是神经性耳聋，它是由于听觉神经系统受到损伤，这类耳聋不可治愈。

第三节声音的特征

一、音调和频率

1、音调：指声音的高低或粗细，与频率有关。

2、频率：物体每秒振动的次数叫做频率，它的单位是赫兹，符号Hz，频率是用来描述物体振动快慢的物理量。

3、音调与频率的关系：音调的高低是由发声体振动的频率决定的。振动频率越高，音调越高，人们听到的声音越尖细；振动频率越小，音调越低，人们听到的声音越粗钝。不同物体的振动频率不同，同一物体的振动频率也可以调节。

二、响度和振幅

1、响度：指声音的强弱或大小，由振幅决定。

2、振幅：物体振动的幅度，发声体振动时，偏离原来位置的最大距离叫振幅。

3、影响响度大小的因素

⑴响度与振幅有关：振幅越大，声音的响度就越大。

⑵响度还与距离发声体的远近有关。距发声体越近，响度越大；距发声体越远，声音越发散，人耳感觉到的声音响度越小。

（3）另外人听到声音响不响还和发声体的频率有关。

我们平时所说的声音“大小”是指响度，而声音“高低”一般是指音调。

三、音色

音色也叫音品：反映了声音的品质与特色，音色由发声体的材料、结构决定。不同发声体的材料不同、结构不同，发出的声音的音色也就不同。我们能分辨出不同的人，不同的乐器就是根据它们的音色而分辨出来的。

四、人的听觉范围

人能否听到声音和两个因素有关，一个是和发声体的频率有关，一个是和声波的强度有关。

1、频率范围

对于人耳，只有20—20000Hz的振动才能产生声音的感觉。低于20Hz或高于20000Hz的振动人耳是听不到的。如：蝴蝶飞行时翅膀震动发出的声音人耳听不到，因为蝴蝶每10s振翅30次低于20Hz.人能听到声音的频率范围为20—20000Hz。

2、压强范围

虽然人能听到声音的频率范围为20—20000Hz，但这一范围内任一频率的声波必须在它的声压超过最小值（听阈压）时才能引起人耳的听觉，不同频率的声波有不同的听阈压，医学上把1000 Hz纯音，人刚能听的声音的声压2X10-5Pa定义为听阈压。同样，当声压超过某一最大值（痛阈压）时就会引起人耳的痛觉，不同频率的声波的痛阈压却相差不大，医学上把1000 Hz纯音，引起人耳的痛觉声音的声压20Pa定义为痛阈压。

3、超声波与次声波

人们把频率低于20Hz的声音称为次声波，频率高于

20000Hz的声音为超声波。它们都超出了人类听觉的范围，所以人类听不见超声波和次声波。

能产生次声波的声源有：火山爆发、地震、风暴、核爆炸、导弹发射等。次声波有极大的破坏力，能使机械设备破裂、建筑物遭到破坏等。有些动物不但能听到部分次声波，还能听到超声

波，蝙蝠，海豚, 鲸都能发出超声波；另外，通电的晶体可以高频振荡，产生超声波。

第四节、噪声及噪声的物理参数

当今社会有四大污染：水污染、大气污染、固体废弃物污染及噪声污染。

一、噪声

1、从物理角度看，发声体做无规则振动时发出的声音叫噪声。从环保角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听到的声音产生干扰的声音，都属于噪声。

因此，一句话来概括：人们不需要的声音叫噪声

2、噪声的来源：⑴工业噪声；⑵交通噪声；⑶居民噪声。

二、噪声的物理参数

1、声压和声压级

1）压强：是单位面积上受到的压力叫压强；公式：p=F/S；压强的单位是帕斯卡，简称帕（即牛顿／平方米）。

2）声压：是声音产生的压强，就是在垂直于声波的传播方向上，单位面积上引起的大气压的变化。声波是疏密波，在空气中传播时，它使空气时而变密——压强增高；时而变稀——压强降低，这种在大气压上起伏的部分就是声压。声压是衡量声音强弱的一个物理量，通常用P来表示．单位是帕。声音越强，声压就越大；反之，声压就越小。

3）有效声压：在一定时间间隔中，瞬时声压对时间取均方根值称为有效声压，日常我们所说的声压和电子仪表所测的声压都是有效声压。

4）声压级：是表示声音强弱的一种方法，就是把声压的有效值取对数来表示声音的强弱方法，这个对数值就是声压级。

定义：声压级就是指该点的声压与参考声压的比值取常用对数再乘以20的值，度量它的单位是分贝，符号为dB。参考声压是P０＝2×10-5帕，相当于1000Hz纯音的听阈压。

公式：Ｌp＝20ｌｇ（P／P０）dB。

为什么人们又引出声压级这个物理参数呢，这里说明一下：一方面是因为人耳刚刚能听到的微弱声音到难以忍受的强烈噪声，声压相差数百万倍，而且仅是一个大气压的几十亿分之一到几千分之几，显然，用声压作单位来衡量声音的大小是很不方便的。为了实用方便，人们考虑到对如此广阔的能量范围使用对数标度的可能性。

另一方面．从声音的接收来看，人耳有一个很奇怪的特性，即当耳朵接收到声振动以后，主观上产生的响度感觉，不是正比于声压的绝对值，而是近似地与声压的对数成正比，而且，人耳受到声音的损伤程度也和声压的对数比较接近。

因此，声学上普遍使用对数标度来度量声压，称之为声压级，其定义是声压平方和l000Hz纯音的听阈压平方的比值的对数，单位是B(贝尔)。B是一个很大的单位，用起来不方便。因此，

人们又把贝尔分成10份，取1份作常用单位，这就是分贝，记作“dB”。

听阈压2X10-5Pa相当于0dB，痛阈压20Pa相当于120dB。20分贝以下的声音，一般来说，我们认为它是安静的，当然，一般来说15分贝以下的我们就可以认为它属于"死寂"的了。20-40分贝大约是情侣耳边的喃喃细语。40-60分贝属于我们正常的交谈声音。60分贝以上就属于吵闹范围了，70分贝我们就可以认为它是很吵的，而且开始损害听力神经，90分贝以上就会使听力受损，而呆在100-120分贝的空间内，如无意外，一分钟人类就得暂时性失聪（致聋）。其中汽车噪音介乎80-100分贝，以一辆汽车发出90分贝的噪音为例，在一百米处，仍然可以听到81分贝的噪音

2、声强和声强级

1）、声功率

声功率是指单位时间内声源向外辐射的总的声能量，用W表示，单位为瓦(W)。

2）、声强

声强即是声音强度的简称，它代表声音能量的多少。声学中，声强是指单位时间内，声音通过垂直于声音传播方向的单位面积上的声能量，声强用I表示，它的单位是W／m2。

声强和声压一样都是表示声音强度的物理量，只是描述的角度不同，因此，对人耳来说声强也有一个上下限：人耳可闻阈

的强度10-12瓦／米2；痛觉阈的强度1瓦／米2，可见声强变化范围也是很大的。

3）、声强级

同声压级一样，为了简化表示，通常用声强级来表示声强。

听觉系统能够感觉到的声音强度变化范围极大，从刚刚能引起人耳听阈的强度到最大可耐受的强度用能量计算可相差一万亿倍，如此大的数字，计算起来相当的不便利。为了计算简便，声音的强度用对数(指数学里以10为底的对数，又称常用对数）关系表达比较方便。人对声音强弱的感觉并不是与声强成正比，而是与其对数成正比的。由此引出另一个概念——声强级。

定义：某一处的声强级，是指该处的声强与参考声强的比值取常用对数的值再乘以10的值，单位为分贝，符号为dB。参考声强是Ｉ０＝10-12瓦／米2。

公式：ＬＩ＝10ｌｇ（Ｉ/Ｉ０）dB。

一般人对强度相差十分之一贝尔的两个声音便可区别出来，因此用贝尔的十分之一来作为声强的单位则更为方便，这个单位称为分贝尔（decibel），简称分贝（dB）。

为了直观对比，人们把声压、声强、声功率对级的换算列一张表，对同一个声音而言，声压级和声强级二者值是相等的（在声速和空气密度不变的情况下）。

第五节噪声评价参数

一、噪声评价及任务

噪声评价就是指对不同强度的噪声及其频谱特性等对人的心理和生理所产生的危害与干扰程度的量度。噪声对人的心理和生理的影响是非常复杂的，是多方面的（如烦恼、语言干扰、行为妨害等），有时噪声的客观量不能正确反映人对噪声的主观感觉，而且因人而异。因而人们需要用一些统计上能正确反映主观感觉的评价量，并把这些主观评价量同噪声的客观物理量建立起联系，这是噪声主观评价的任务。在噪声主观评价的研究发展史上，曾提出过许多评价量，但近年来人们趋向用A声级来评价噪声，原因是A声级较好地反映了噪声对语言的干扰和引起的烦扰，用A声级来估计噪声性听力损失也很合适，而且A声级容易测量。

二、响度级和响度

声音给人耳的感觉，主要是响的感觉。人耳对声音响度的感觉不仅和声压有关还和频率有关。对某两种声音来说，如果它们的频率和声压级不同．人们就感到它们不一样响；如果它们的频率不同，即使声压级相同，人耳感觉的响亮程度也不同。空压机和电锯，同样发出10dB声压级的噪声，可是听起来电锯声要比空压机声响得多，就是因为空压机辐射的是低频噪声，而电锯声属于高频噪声。那么，人耳对于某一声音响亮程度的感觉究竟与其声压级和频率有什么关系呢?为了定量地确定这种关系，人们引人响度级和响度这两个物理量。

响度级和响度是从人的听觉感官出发来判断声音强弱大小的物理量，与人对声音的感觉成正比，比较贴近人的真实感受，是主观音响感觉量。

1、响度级（L N）

根据人耳对声音的感觉特性,依据声压和频率定出人对声音的主观响度量,采用两个声音的主观比较的方法来标度响度称为响度级。具体规定是：以 1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，则这时的1000Hz纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值，响度级的单位是“方”。也可以这样理解：以 1000Hz纯音为基准，其他噪声听起来与该纯音一样响，那么不管这些噪声的频率是多少，这些噪声的响度级就是该纯音的声压级。我们不难看出：对1000Hz 的纯音，其以分贝计的声压级和以方计的响度级在数值上是相等的，该纯音的响度级就是它本身的声压级。

利用与基准声音比较的方法，人们做了很多实验以测定响度级与频率及声压级的关系，从大量测量的统计结果中，得到一般人对不同额率的纯音感觉为同样响的响度级与频率的关系曲线，这就是等响曲线，曲线通过1000赫的声压级的“分贝”数，称为这条曲线响度级的“方”数。从等响曲线可以看出：人耳对1000Hz的声音最敏感，而且对高频声比对低频声的灵敏性要好。根据这个道理，汽车喇叭声和救火车的警笛声的频率一般都设计在l000一5000Hz范围内。

2、响度（N）

响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，在一般情况下，声压级每增加10dB，正常人耳感觉响1倍，为了直接表示人耳对声音强弱的感觉，声学上引入响度的概念。响度的单位是宋，定义为声压级为40dB，频率为1000Hz的纯音响度为1宋，如果另一个声音听起来比这个大n倍，即另一个声音的响度为n宋。

3、响度与响度级的关系

根据大量实验得到响度级每改变10方，响度加倍或减半。例如，响度级30方时响度为0.5宋；响度级40方时响度为1宋；响度级为50方时响度为2宋，以此类推，它们的关系可用下列数学式表示：N=2(Ln-40)/10或L N=40＋33lgN

响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。例如：两个不同频率而都具有60方的声音，合成后的响度级不是60+60=120（方），而是先将响度级换算成响度进行合成，然后再换算成响度级。本例中60方相当于响度4宋，所以两个声音响度合成为4+4=8（宋），而8宋按数学计算可知为70方，因此两个响度级为60方的声音合成后的总响度级为70方。

三、声级及A声级

1、声级

在声场中某点的声级是相应于在可听频率范围内的按特定

频率计权合成的声压级值，频率计权的方法有A、B、C计权，用声级计的A、B、C计权网络分别测出的声压级即为 A声级、B声

级、C声级。表示计权声级的数值必须标明所用计权网络的名称。如A计权声级为80分贝,则记作LA=80 dB（A）

2、A声级

在20世纪30年代，人们为了用仪器直接测出反映人对噪声的响度感觉，便从等响曲线中选取了40方、70方、100方这三条曲线,按这三条曲线的反曲线设计了由电阻、电容等电子器件组成的计权网络,设置在声级计上,使声级计分别具有A、B、C计权特性。人们总结具有A、B、C计权特性的声级计近 40年的实际使用经验，发现 A声级能较好地反映人对噪声的主观感觉，因而在噪声测量中，A 声级被用作噪声评价的主要指标。B声级已基本不用，C声级有时用作代替可听声范围内的总声压级。三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，A计权声级对低频衰减最多，B次之，C最少。A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，B、C已逐渐不用。

设置计权网络的原意是:对55分贝以下的声级用A计权（相应于40方等响曲线）计量；对55～85分贝的声级用B计权（相应于70方等响曲线）计量;对85分贝以上的声级用C计权(相应于100方等响曲线)计量。但后来不少学者开始探讨使用 A声级作为噪声评价的主要指标。如1967年J.H.博茨福德研究了 580个工厂噪声的测量资料，提出了A声级可以代替倍频带声压级评价噪声的结论,并发现用 A声级来计量噪声和噪声的语言干扰级

及烦恼度有较大的相应性。与此同时，有人分析研究了噪声暴露和听力损失的关系,发现用A声级来估计噪声引起的听力损失与噪声评价曲线(NR)同样可靠。这样,A声级已为国际标准化组织和绝大多数国家用作对噪声进行主观评价的主要指标。而设置A 计权网络的原意，却很少应用。

对稳定不变的噪声，用A声级来评价是非常方便的。但当噪声随时间变动时，用一个A声级值就不能概括其特性了。这样就引出了等效声级。

3、等效声级

等效声级就是以A声级为基础建立起来的关于不稳定噪声的评价量。它是以A声级的稳态噪声代替变动的噪声，也就是在相同的暴露时间内给人以等数量的声能量，是一种声能量的等效代换，那么这个稳态声级就是该变动声级的等效声级。

定义：即在声场中的某一点，用某一段时间内的A声级按能量的平均的方法将间隔暴露的几个不同的A声级以一个不变的A 声级表示该段时间内噪声强度的大小，这个不变的A声级值称为声场这段时间的等效连续A声级,简称等效声级或平均声级。如果噪声是稳态的,等效声级就是该噪声的A计权声级。

等效声级是衡量人的噪声暴露量的一个重要物理量。国际标准化组织已采用等效声级的评价方法，许多国家的环境噪声标准也以等效声级为评价指标。

四、评价标准

按每天工作8小时计算，一天连续接触噪声的分贝值不能超过85dB（A）；分贝值每增加3 dB（A），连续接触噪声工作时间减半；最高不能超过115 dB（A）。

一、定义及表示方法式中Leq为等效A声级，dB；t1，t2计算Leq的起止时刻；L （t）作为时间函数的非稳态A声级，dB。若t1，t2表示典型工作日的起止时刻，则上式表示的是一个工作日的等效声级。二、等效A声级的测量（一）使用积分声级计或声剂量仪应按本标准第三章规定的测点，测量日等效A声级。（二）在没有积分声级计或噪声剂量仪的情况下，可使用普通声级计按以下方法测量并计算等效A声级：

1一般对于无规噪声的等效声级测量，应按等时采样的方法，在典型生产过程中使用声级计慢档每隔5秒钟读取一个瞬时AA声级，连续取100个数据，记入附表2.1；并按附表2.1所列程序处理数据。2附表2.1使用要求：(1)采样测量的结果应登记在“声级等时采样记录”格内；每读取一个数据，在其相应声级Lj的左侧划一直线，一个声级累积出现5次则以5条直线标记，以便于统计其出现的总次数：(2)计算10；

(3)计算部分暴露指数nj ；(4)计算合成暴露指数Σnj ；(5)按下式计算等效A声级；式中j表示测量中出现的不同声级自小至大顺序排队的序号；nj表示声级Lj出现的频数。3对于有规律的变化噪声的等效A声级的测量,亦可采用采样的办法。采样时间间隔τ的选定，应使测量时间（100τ）等于噪声变化周期T的整数倍，可按下式计算：若噪声变化周期较短（在数秒至1分钟之内），则可按下式确定采样间隔。4对于间歇噪声，可采用稳态噪声测量方法，测量并记录间歇噪声的A声级及其作用时间,将间歇噪声的声级区分为有限个整数并将A声级及其相应的累积作用时间列入附表2.2。等效A声级，可按附2.5公式计算。

第六节噪声的危害、控制和利用

一、噪声的危害

1、噪声会影响人们休息，工作和学习，干扰语言交流。

2、噪声可以引起耳部的不适，如耳鸣、耳痛，甚至使人的听力受到损伤。

3、噪声对人的心理和生理都会造成危害。轻则分散注意力，影响情绪，重则可能伤害身体，甚至会危及生命。

4、噪声还会引起心血管系统和中枢神经系统的疾病，发生心律不齐、血压升高、消化不良等症状。

5、噪声还能降低劳动生产率，使人烦躁、容易疲劳、反应迟钝。

6、噪声对设备也会带来影响，对建筑物也会造成损坏。

二、噪声控制

一般来说减弱噪声有三个途径：防止噪声产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入耳朵。即在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。

1、在声源处减弱。采取改造声源结构、减少声源强度、加防护罩、安装消声器等办法。

2、在传播过程中减弱。设置隔声室、铺设吸声材料、垒砌墙体、种植树木等办法把声源与外界隔开。

3、在人耳处减弱，如佩戴防护耳罩。

三、声的利用

1、声与信息

声波可以传递信息，人类能通过声波来传递和获得信息。如人们说话交流就是传递信息。

2、回声定位：声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，根据回声到来的方位和时间可以确定障碍物的位置和距离。这种测距离的方法叫回声定位。蝙蝠、声呐就是利用的回声定位。

3、B超原理：医生向病人体内发射超声波，同时接收体内脏器的反射波反射波将年携带的信息通过处理后显示在屏幕上，这就是平常年说的“B超”。

4、利用次声波能预报破坏性大的地震、海啸、台风，甚至可以探知几千米外的核武器实验和导弹发射。

人能通过声音获取信息的原因：⑴声音在产生时可以携带一定的信息；⑵声音的音调、音色、响度也可以传递一些信息；⑶声波被反射时，回声可以传递信息。

5、声波传递能量的应用。

⑴利用超声波清洗钟表等精细的物体；

⑵外科医生利用超声波除去人体内的结石；

⑶超声波除尘。

第二章噪声测试技术

第一节噪声测试概述

一、噪声测试依据标准

测试依据：中华人民共和国卫生部在96年下发了《作业场所噪声测量规范》，标准号：WS/T69-1996。在2007年下发了GBZ/T 189.8－2007 《工作场所物理因素测量噪声》。

卫生标准：《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）。按照标准要求，工作场所操作人员每天连续接触噪声8小时，噪声声级卫生限值为85dB（A）。对于操作人员每天接触噪声不足8小时的场

合，可根据实际接触噪声的时间，按接触时间减半，噪声声级卫生限值增加3dB（A）的原则，确定其噪声声级限值。但最高限值不得超过115dB（A）。工作地点噪声声级的卫生限值

日接触时间（h）接触限值[dB(A)]

8 85

4 88

2 91

1 94

0.5 97

二、噪声分类

根据声源类别，可把噪声分为工业噪声、交通噪声、施工噪声和生活噪声。

按照噪声产生的形态特征，可把噪声分为空气动力噪声（鼓风机、引风机）、机械噪声。

按照噪声时间分布特点，可把噪声分为稳态噪声和非稳态噪声，非稳态噪声又包括起伏噪声、间歇噪声（机加工车间）和脉冲噪声。

三、噪声测试意义

通过对噪声环境污染水平监测和噪声源监测，能够准确掌握噪声污染现状、污染程度及规律特点，以便为噪声管理、治理、控制和评价提供可靠数据，以达到保护人群身心健康的目的。

四、噪声测试内容

噪声监测主要包括基础资料的收集与整理、噪声测量与分析、噪声评价三部分内容。

1、资料的收集与整理

属于前期准备阶段，采取现场调查、会议听取汇报等方式。主要了解企业的工业布局、生产工艺、声源分布和型号、声源特点、作业场所作业特点、人员密度、已采取的防护措施等。这部分工作为确定选点、确定测量方法、确定测量时间等制定测量计划提供依据。

2、噪声测量与分析

属于现场测试部分，在前期准备工作基础上制定测量计划，按照计划对工作休息场所和声源设备进行布点测试并做好测量记录。

对稳态噪声直接测量A声级，用慢挡；对非稳态噪声测量连续A声级；对脉冲噪声用峰值挡测量峰值。

3、噪声评价

属于出示报告结果的部分，通过对监测数据的统计分析和资料分析，选用合适评价标准，对工作场所噪声污染水平和对工人身体健康的影响程度的做出报告，并为企业提出自己的防护控制建议等。

第二节噪声测试设备

声学基础知识大全：八十多个基本概念

声学基础知识大全：八十多个基本概念 一 反相 两个相同声音信号相位相差为180度的情况，在同一声音的策动下音箱或话筒之间的振动方向相反亦属于反相。音响系统有左右声道之问反相、真实相位(即输人信号与输出信号之间相位)反相、话筒之间相位反相和多只音箱组成的阵列中部分音箱反相等四种情况。反相可导致声短路(即声音之间互相抵消，音量减小)、声像失去定位和低音浑浊等现象，对再现声音造成破坏。 分贝 电功率增益和声强的量度单位，由单位贝尔的十分之一而得名，功率每增加一倍为增加3分贝，每增加lo 倍为增加10分贝。 哈斯效应 双声源系统的一个效应，两个声源中的的一个声源延时时间在5至35毫秒以内时，听音者感觉声音来自先到达的声源，另一个声源好象并不存在。若延时为。至5毫秒，则感觉声音逐步向先到的音箱偏

移；若延时为30至50毫秒，则可感觉有一个滞后声源的存在。海尔式杨声器以发明者美国的诲尔博士的名字而命名的扬声器，1973年问世，将振膜折叠成褶状，振膜不是前后振动，而是像子风琴风箱似的在声波辐射的横方向振动，是一种特殊结构的电动式扬声器，主要用于高频。 劳氏效应 一种赝(假)立体声效应，将信号延时后以反相叠加在直达声信号上，立即就会产生明显的空间印象，声音似乎来自四面八方，听音者有置于乐队之中的感受。 互调失真 指两个振幅按一定比例(通常为4：1)混合的单音频信号通过重放设备后产生新的频率分量的一种信号失真，属于一种非线性失真，新的频率分量包括两个单音频信号的各次谐波及其各种组合的加拍和差拍。 二 近场 距离为两倍波长以内的声场，声波的最长波长(即频率为20赫兹时)为17米，故对于整个音频范围来说，小于34米的声场为近场，近场的房间称为小房间，在近场的情况下，声音将发生干涉，声场中会存在菲涅尔声干涉区。 扩散场 能量密度均匀、在各个传播方向作无规则分布的声场，在此声场中任何一点所接收到的各个方向的声能将是相当的。 近讲效应 亦称球面波效应，声源距话筒很近时，低音成分逐步增加，距离越近，低音加重越显著。在使用时，可以利用此效应来增加声音的温暖感和柔和感，但若演唱或演奏时不断交化与话筒间距离，则会使音色改变较大，故应确定一个使用距离。在调音时，音响师要根据不同音乐的要求，有控制地应用或利用好话筒的近讲效应。 频率

声学基础

声音在人类生活中具有重要意义，人们就是靠声音传递语言、交流思想的。声音来源于物体的振动。例如人的发声是由声带动引起的；扬声器发声则产生于扬声器膜片的振动；锣、鼓是靠锣面、鼓面膜的振动发声的；弦乐器是靠弦的振动发声的；笛、箫等则依靠空气柱的振动发声……正在发出声音的振动物体称为声源，传播声音的必要条件。没有物体的振动有传声介质（如在真空中），同样也没有声音。声音不仅能在气体中传播，在固体和液体中也能够传播。当声源在空气中振动中，使邻近的空气随之产生振动并以波动的方式向四周传播，传至人耳将引起耳膜振动，最后通过听觉神经产生声音的感觉 对于专业音响工作者来说,掌握一些声学基础和生理声学方面的知识是至关重要的。 声音信号的特性 语音和音乐信号都是不规则的随机信号，由基频信号和各种谐波（泛音）成分组成。要“原汁原味”地重放这些随即音频信号，扩声音响系统必须具备符合语言和音乐的平均特性。其中最重要的三个特性是平均频谱（频率响应特性）、平均声压级和声音的动态范围。 1.1、人声信号 人声信号是一种典型的随机过程，它于人的生理特点、情绪与语言内容等因素有关。 1）、语言基音的频率范130-350HZ包括全部谐波（泛音）频率范围为130-4000HZ 2）、演唱歌声的频率范围比较宽，可分为男低音、男中音、男高音、女高音等5个声部。基音的频率范80-1100HZ，包括全部谐波（泛音）频率范围为80-8000HZ。5个声部的范围是：80-294HZ；110-392HZ；147-523HZ；196-698HZ和262-1047HZ。 3）、声压级正常谈话时语言的声功率为1微瓦，大声讲话时可增加到1毫瓦。正常讲话时与讲话人距1米时的平均声压级为65-69dB。 4）、动态范围语言的动态范围（最大声压级与最小声压级之差值）为20-40dB，戏剧60-80dB。 1.2、音乐信号 音乐信号的频谱范围很宽。它与乐器的类型有关。在乐器中管风琴具有最宽的基音范围，从16-9000HZ，其次是钢琴，它的基音范围为27.5-4136HZ。民族乐器的基音范围为100-2000HZ。所有的乐器都包含有丰富的高次谐波（泛音）。因此音乐的频谱范围可扩展到15000-20000HZ。 高质量的音响系统（音乐重放）的频率响应（频率特性）范围不小于40-16000HZ。信号动态范围不小于50-55 dB。 描述一个音乐信号的特性还有另外一些量，例如颤音特性、持续时间以及声音的建立和衰减时间等，这些量反映了音乐的瞬态特性。 人声和音乐信号还有一个重要特性，就是最大声压级（持续时间较短的瞬时信号）与长时间内平均声压级之差称为声音信号的峰值因子，它是声音信号动态范围的组成之一，不同节目信号的峰值因子是不同的，为保证声音重放时不失真，系统的动态范围设计必须满足节目要求。 测量表明，语言信号的能量集中在130-4000HZ的中低音和中音范围内。音乐信号的能量分布范围很宽，从30-16000HZ随着频率的升高而减小，低音（包括80HZ以下的超低音）能量最大；中低音的强度稍低，高音强度则迅速下降。因此扬声器箱中的低音、中音和高音扬声器单元的功率配置必须与之相适应。当分频频率为570HZ时，低音和中高音的功率比为1.42；当分频频率为900HZ时，低音和中高音的功率比为1.78；当分频频率为1430HZ时，低音和中高音的功率比为2.54。 1、复杂信号波形的频谱 无论人声、乐器声还是自然界中各种声音都不是单音（或纯音），而是复合音，其波形都不是正弦波，但它们都可以分解成若干强度的不同频率的谐波。声音的音色主要由这些谐波的数量、强度、分布和它们之间的相位关系决定。

声学基础知识

声学基础知识 声音，作为我们日常生活中最常接触到的感知，是一种形式的机械波，它通过物质的震动传播而产生。声学是研究声音产生、传播和听 觉效应等相关现象的学科。本文将介绍声学的基础知识，包括声音的 特性、声波的传播与衰减、和人类的听觉系统。 一、声音的特性 声音有几个重要的特性，包括音调、音量和音色。音调是指声音的 高低，由声源的频率决定。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。音量是指声音的强弱，由声源振幅的大小决定。振幅越大，音量 越大；振幅越小，音量越小。音色是指具有独特质感的声音特征，由 声音的谐波成分和声源的包络形状决定。不同的乐器演奏同一个音高，因为其谐波成分和包络形状不同，所以会有不同的音色。 二、声波的传播与衰减 声波是指由声源振动产生的压力波。声波传播时，需要介质作为传 播介质，常见的介质包括空气、水、固体等。在传播过程中，声波会 经历衍射、反射、折射等现象。衍射是指声波遇到障碍物时沿着障碍 物的边缘传播，使声音能够绕过障碍物。反射是指声波遇到障碍物后 从障碍物上反弹回来，产生回声。折射是指声波在介质之间传播时由 于介质密度不同而改变传播方向。 声波在传播过程中会逐渐衰减，衰减的程度取决于声音传播的距离、传播介质的特性以及环境条件等。一般来说，声音传播的距离越远，

声波能量的衰减越大；传播介质的特性也会影响声波的衰减，固体传 播声波的衰减相对较小，而空气和水传播声波的衰减相对较大。环境 条件如温度和湿度也会对声波的衰减产生一定影响。 三、人类的听觉系统 人类的听觉系统是感知声音的重要器官。它由外耳、中耳、内耳和 大脑皮层等部分组成。外耳包括耳廓和外耳道，它们的主要功能是接 收和传导声音。中耳包括鼓膜和听小骨（锤骨、砧骨和镫骨），它们 的主要功能是将声音的机械能转换为神经信号。内耳包括耳蜗和前庭，耳蜗负责感知声音，前庭负责维持平衡。大脑皮层负责处理和解读声 音信号。 人类听觉系统对不同频率的声音有不同的感知范围。一般来说，人 类可以听到频率范围在20Hz到20kHz之间的声音。而不同年龄段的人对声音的感知范围也有所不同，年龄越大，感知范围越小。 总结： 声学作为一门学科，研究声音产生、传播和听觉效应等相关现象。 声音具有音调、音量和音色等特性，通过声波在介质中的传播而产生。传播过程中，声波会衍射、反射、折射，并在传播过程中逐渐衰减。 人类的听觉系统负责感知和解读声音信号，对不同频率的声音有不同 的感知范围。声学的基础知识对于理解和应用声音有着重要的意义。

高考物理声学基础知识清单

高考物理声学基础知识清单 声学是研究声音的产生、传播和感知的科学。在高考物理中，声学 是一个重要的考点。下面是高考物理声学基础知识的清单，以帮助考 生更好地备考。 一、声音的特性 1. 声音是由物体振动引起的，需要有介质传播，不能在真空中传播。 2. 声音的强度与声波振动的振幅成正比。 3. 声音的音调与频率有关，频率越高，音调越高。 4. 声音的响度与声音的强度有关，强度越大，响度越高。 5. 声音的音色与波形有关，不同乐器发出的声音具有独特的音色。 二、声音的传播 1. 声音是通过介质的机械波传播的，一般以空气为媒介。 2. 声音传播的速度取决于介质的性质，一般空气中声速约为340米/秒。 3. 声音在传播过程中会发生折射、反射和衍射等现象。 三、声波的特性 1. 声波是一种纵波，波动方向与传播方向一致。 2. 声波是通过粒子的振动传播的。

3. 声波具有反射、折射和干涉等特性。 四、共振现象 1. 当外力的频率与物体的固有频率相同时，会引起共振现象。 2. 共振可以放大声音或者引起物体的破坏。 五、乐器和声学设备 1. 乐器是利用共鸣和声音的特性发声的装置。 2. 常见的乐器有弦乐器、管乐器和打击乐器。 3. 声学设备包括扩音器、麦克风、音响等，用于放大和传播声音。 六、声音的保护与利用 1. 高分贝的噪音会对人体健康产生影响，需要采取一些措施进行保护。 2. 声学技术在音乐欣赏、语音通信和声纳等领域有广泛应用。 以上内容是关于高考物理声学基础知识的清单，希望对考生备考有所帮助。在复习的过程中，重点理解声音的特性、传播方式以及声波的特性等基础知识。同时，还要了解共振现象、乐器和声学设备的基本原理。最后要注意声音的保护和利用的相关知识。祝考生们在高考中取得优异的成绩！

[声学物理知识点] 物理声学基础知识

[声学物理知识点] 物理声学基础知识 1.声音的产生：声音是由物体振动产生的。 2.声音的传播需要介质，一切固体、液体、气体都可以传播声音； 真空不能传播声音； 类比法：水波——声波 3.声速：声音每秒钟内传播的距离；大小与介质种类、温度有关；1个标准大气压下，15℃时的声速为340/s，水中的声速为1500/s，钢铁中声速为5200/s 4.区分回声与原声的条件：回声到达人耳比原声晚0.1s以上；应用：回声定位 5.声速公式：v=；s——路程，v——速度，t——时间 6.人感知声音的两种方式：耳听、骨传导 7.人耳听到声音的条件：a、要有声源（发声体）；b、要有传播的介质；c、不能离声源太远； 8.双耳效应：人耳根据声音传到两只耳朵的时间不同、强弱不同等确定声源的方位 9.耳聋的分类：神经性耳聋（不易治疗）、传导性耳聋（可以治疗，可以借助骨传导）

10.声音分类：乐音、噪声 11.乐音三要素：音调——频率——赫兹； 响度——振幅——米 响度——距声源的距离 音色——材料种类、结构 12.人耳的听觉范围：20Hz——20000H 13.噪声的等级： 0分贝（dB）——人的听觉下限（不是没有声音） 70分贝（dB）——干扰谈话 90分贝（dB）——可以造成危害 150分贝（dB）——瞬间使人鼓膜出血，完全丧失听力 14.噪声的减弱：a、声源处减弱；b、传播途中减弱；c、人耳处（接收处）减弱 15.声的作用：a、传递信息；b、传递能量 16.人耳的听觉特性：方位感、响度感、音色感、聚焦效应 17.超声波的特点：方向性好（用于探测）、能量高、穿透能力强（用于检测等）、破碎能力强（用于空化、雾化、杀菌等）； 声波方向性特点：频率越高，方向性越好

声学专业课程

声学专业课程 声学是研究声波传播和声学现象的学科，是物理学的一个分支。声学专业课程涵盖了声学的基本理论和实践应用，培养学生在声音领域的专业能力和技术技能。下面将介绍声学专业的一些典型课程。 1. 声学基础课程 声学基础课程是声学专业的入门课程，主要介绍声学的基本概念和理论知识。包括声波的产生、传播和接收原理，声学参数的测量与分析方法，声学现象的数学描述等内容。通过学习这门课程，学生能够建立起对声学学科的整体认识和理解。 2. 声学实验与测量课程 声学实验与测量课程是声学专业的实践课程，主要培养学生的实验操作和数据处理能力。学生将学习声学实验仪器的使用方法，掌握声学实验的基本原理和实验技巧。通过实际操作，学生将能够进行声学参数的测量与分析，理解声学理论在实际应用中的意义。 3. 声学信号处理课程 声学信号处理是声学专业的重要课程，主要介绍声音信号的获取、分析和处理方法。学生将学习数字信号处理的基本原理和算法，掌握声学信号的数字化技术和处理方法。通过学习这门课程，学生将能够应用数字信号处理技术对声音信号进行滤波、降噪、分析和识别等操作。

4. 声学建模与仿真课程 声学建模与仿真课程是声学专业的应用课程，主要介绍声学模型的建立和仿真方法。学生将学习声学模型的数学描述和计算方法，掌握声学仿真软件的使用技巧。通过学习这门课程，学生将能够利用计算机模拟声学现象，预测声学系统的性能和优化设计。 5. 声学工程与应用课程 声学工程与应用课程是声学专业的实践应用课程，主要介绍声学在工程和实际应用中的应用和设计方法。学生将学习声学工程的基本原理和设计方法，了解声学在音频、通信、声学材料等领域的应用案例。通过学习这门课程，学生将能够应用所学知识解决实际声学问题。 6. 声学研究与创新课程 声学研究与创新课程是声学专业的科研课程，主要培养学生的科研能力和创新思维。学生将学习声学研究的方法和技巧，参与科研项目的设计和实施。通过学习这门课程，学生将能够进行独立的声学研究，发表科研论文并参与学术交流。 声学专业课程涵盖了声学的基础理论、实验与测量、信号处理、建模与仿真、工程与应用以及研究与创新等方面的内容。通过系统的学习和实践，学生将能够掌握声学专业的知识和技能，为声学领域的研究和应用做出贡献。

声学基础隔振原理

声学基础隔振原理 声学基础隔振原理是指通过减少振动源与受体之间的能量传递，来降低振动和噪声的传播。隔振的主要目的是防止振动能量通过结构或介质传播到周围环境中，从而减少噪声和振动对人们生活和工作的干扰。 隔振原理基于以下几个方面： 1. 弹性支撑：使用弹性材料，如橡胶、弹簧等，将振动源与基础结构隔开。弹性支撑可以吸收和衰减振动能量，减少振动的传递。 2. 质量惯性：增加振动系统的质量可以降低其振动频率，使其与外部激励频率错开，从而减少共振的发生。质量惯性大的物体对振动的响应较小。 3. 阻尼损耗：在振动系统中引入阻尼材料或机制，如阻尼器、减振垫等，可以将振动能量转化为热能等其他形式的能量消耗掉，进一步减少振动的幅度和持续时间。 4. 隔振器设计：隔振器是专门设计用于隔离振动的装置，它可以根据具体的振动特性和要求进行定制。隔振器通常由弹性元件和阻尼元件组成，以实现最佳的隔振效果。 5. 结构隔声：通过合理的结构设计，如隔声墙、隔声罩等，减少声音的传播。隔声结构可以阻挡声音的直接传播，降低噪声的辐射。 6. 声学材料应用：使用吸声材料和隔音材料，如吸音棉、隔音板等，吸收和散射声音能量，减少声音的反射和传播。 综上所述，声学基础隔振原理的核心是通过弹性支撑、质量惯性、阻尼损耗等手段，减少振动能量的传递和噪声的辐射。这些原理在机械设备、建筑声学、交通运输等领域都有广泛的应用，对于提高生活质量、保护环境和保障人们的健康具有重要意义。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的隔振方法和材料，并进行合理的设计和安装，以达到良好的隔振效果。同时，还需要考虑成本、空间限制和使用要求等因素，以实现经济、有效的隔振解决方案。

声学基础声波传播与声音的特性

声学基础声波传播与声音的特性声学基础：声波传播与声音的特性 声学是研究声波传播和声音特性的学科，深入了解声学基础对于理解声音的产生、传播和感知机制至关重要。本文将探讨声波传播的基本原理以及声音的特性，为读者呈现清晰的声学基础知识。 一、声波传播 声波是一种机械波，通过介质的震动而传播。在介质中，声波通过分子之间的相互作用传递能量。声波的传播需要介质的存在，因此在真空中无法传播。 1. 声波的产生与传播 声波通常由声源产生，声源可以是物体的振动或流体的湍流运动。当物体振动时，它周围的分子也会随之振动，形成压缩区和稀疏区，这种振动从源头向外传播，形成声波。声波以机械波的形式传播，通过分子间的弹性相互作用传递能量。 2. 声波的传播速度 声波在不同介质中的传播速度不同。在空气中，声波的传播速度约为343米/秒（温度为20℃）。传播速度受介质的物理性质和状态参数的影响，如温度、密度和压强等。更密集的介质能使声波传播更快。 3. 声波的传播路径

声波传播时遵循直线传播原则，但也会受到介质边界的影响，产生反射、折射和散射等现象。当声波遇到障碍物时，发生反射，形成回声或回音。而当声波在不同介质间传播时，会发生折射现象，改变传播方向。 二、声音的特性 声音是人类借助听觉感知的一种感觉。了解声音的特性有助于我们理解声音的产生和认知过程。声音的特性包括音调、音量、音色和响度等方面。 1. 音调 音调是频率的量化表现，也称为音高。频率越高，音调越高，频率越低，音调越低。音调是声波振动周期的表现，单位为赫兹（Hz）。人耳可以听到大约20 Hz到20,000 Hz范围内的声音。 2. 音量 音量是声音的强度或振幅的表现，也称为响度。振幅越大，音量越高。音量与声波的能量有关，并以分贝（dB）为单位进行度量。人耳对不同频率的声音有不同的敏感度，较高频率的声音相同强度下会被人耳感觉为更响亮。 3. 音色 音色是声音的质地或特征，是通过声音的谐波成分和谱滤波特性来确定的。不同乐器演奏相同音调的音符时，由于谐波分布的不同，其音色各异。音色是声音的独特之处，它使我们可以区分不同的声源。

声学基础知识

声学基础 一般来说，声音(Sounds)来自物理能量(physical energy)的转换，例如拍手造成空气的挤压。气压的转变会被转换为一连串的震动(vibrations)-即声波(Sound Wave)-并透过空气传递。声音的振动同样可以透过其他介质传递，例如墙壁或地板。 如果震动并非照着可预期的模式，这样的声音称为“噪音noise"。 在waveform的重复循环中，一个完整的振动被称为一个循环，完成一次振动的时间称为一个周期，也就是波型完整走完一个pattern的过程。在每秒钟发生的周期数量会决定该波形的基础音高(basic pitch)，通常被我们称为“频率”(frequency)。 音调、泛音、谐波与分音 Tones, Overtones, Harmonics, and Partials 一个声音的频率被称作它的基音或基频(fundamental tone)，而除了简单正弦波之外，大部分的声音都包含基频与其他不同的频率。 这些Non Fundamental tones如果是基频的整数倍，则被称为泛音(overtones)或谐波(harmonics)；如果是非正整数倍，例如2.5倍，则被称为分音(partials)；而若为基频的几分之几，则称为subharmonic。 fundamental tone被视为第一泛音(first harmonic)，通常比其他harmonics大声。 在第一谐波两倍频率的音色被称为第二泛音(second harmonic)，以此类推。 Bells, xylophone blocks, and many other percussion instruments produce harmonically unrelated partials. 每种从基频产生的不同谐波，都会产生不同声音质感(timbral quality)。 大体来说，整数倍或能被整数（如八度音程、奇数或偶数泛音）除尽的泛音听起来都更具“音乐感”。不是整数倍或不能被整数除尽的音调称为不和谐陪音或分音音调。当大量这类不和谐陪音组合在一起时，听起来就会显得“嘈杂”。 傅立叶定理和泛音 “任何周期性波都可以看作某个波长和振幅的正弦波的迭加，这些正弦波的

声学基础知识

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

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，它主要研究大范围内开阔大气中的声现象;有以海水和地壳为媒质的“水声学”和“地声学”;在物质第四态的等离子体中，同样存在声现象，为此，一门尚未成型的新分支“等离子体声学”正应运而生。 从声与其它运动形式的关系来看，还有“电声学”等等。 声学的分支虽然很多，但它们都是研究声波的产生、传播、接收和效应的，这是它们的共性。只不过是与不同的领域相结合，研究不同的频率、不同的强度、不同的媒质，适用于不同的范围，这就是它们的特殊性。 区别

声学基础简答题

声学基础简答题 1. 什么是声音? 声音是一种由物体振动产生的机械波，能够被人类或动物的耳朵所接收和感知。当物体振动时，它会传播机械波，通过压力的变化产生的波动在空气或其他介质中传播，最终被耳朵所接收。 2. 声音传播的方式有哪些？ 声音传播的方式主要有三种：空气传播、固体传播和液体传播。 •空气传播：当声源在空中振动时，声音通过空气分子的碰撞传播。这是最常见的声音传播方式，例如人说话、乐器演奏、风吹树叶等。 •固体传播：声音也可以通过固体物体传播，例如敲击一个铁球，声音会沿着铁球的表面传播。固体传播的声音传输较快，因为固体分子之间的距离更近。 •液体传播：声音还可以通过液体传播，例如在水中敲击物体会产生声音。液体传播的声音速度比空气慢，因为液体的分子之间的距离更大。 3. 什么是声速？ 声速是声音在某种介质中的传播速度。在理想条件下，空气中的声速约为每秒343米（在25摄氏度下）。声速取决于介质的特性，如密度和压力等。 4. 什么是共振? 共振是指当一个物体被外部振动源作用时，如果该外部振动频率和物体本身固 有频率相同，物体将发生共振现象。共振会使物体产生较大幅度的振动，甚至会导致物体破坏。 共振现象在日常生活中很常见，比如房屋地震时，如果地震波的频率和建筑物 的固有频率相同，建筑物容易发生倒塌。在音乐中，乐器的共鸣箱能够增强声音的音量和质量。 5. 什么是声波的频率？ 声波的频率是指声音振动的周期性，单位为赫兹（Hz）。频率越高，每秒钟振 动的次数就越多，声音也就越高。人类可听到的声音频率范围为20Hz到 20,000Hz。

6. 什么是声强？ 声强是声音传播中能量传递的强度。它表示声音通过单位面积传递的能量，单 位为瓦特/平方米（W/m²）。声强与声音的振幅和传播距离有关，振幅越大，声 强越大。例如，聚会中的高音乐声会比安静的图书馆中的声音强。 7. 什么是声级？ 声级是一种用来表示声音强度的对数单位。它是参照人类听觉对不同频率的敏 感程度而定义的。 声音强度通常用分贝（dB）来表示，其中0 dB是人耳能够感知的最低声音强度，而大约120 dB是人耳能够接受的最高声音强度。正常对话的声级约为60-70 dB，喷气式飞机起飞的声级约为140 dB。 8. 什么是回声？ 回声是声音遇到障碍物之后反射回来的声波。当声音遇到大型、坚固的障碍物时，如墙壁、山脉或大厅，声音会反射回原来的源头或传播方向。 回声的特点是声音反射后在听觉上能够与初次发出的声音有区别，并且有一定 的延迟。回声在建筑设计、声音定位和环境感知等领域有很多应用。 9. 什么是多普勒效应？ 多普勒效应是指当发射声源与接收声源相对运动时，声音的频率会发生变化。 如果两者相向而行，声音的频率会增加，称为正向多普勒效应；如果两者背向而行，声音的频率会减小，称为逆向多普勒效应。 多普勒效应在日常生活中有许多应用，比如警笛声的频率发生变化、飞机飞过 时发出的声音的改变等。 10. 什么是共振腔？ 共振腔是指能够放大声音的空腔，它能够增强特定频率的声音。共振腔可以是 乐器中的空气腔、人的喉咙和声带等。 共振腔的形状和大小对声音的品质和音量有很大影响。不同形状和大小的共振 腔会使得音高、音色和声音的强度有所不同。这是乐器演奏和声乐训练中需要注意的重要因素。

声学基础声音的共振与声音谐振的计算

声学基础声音的共振与声音谐振的计算 声学基础：声音的共振与谐振计算 声音是我们日常生活中的重要元素，了解声音的共振与谐振现象对 于理解声学的基础原理至关重要。本文将探讨声音的共振和谐振，并 介绍如何计算声音的谐振频率。 一、声音的共振 共振是指当一个物体受到外力作用时，如果外力频率与物体的固定 频率相同，物体会发生共振现象。在声学中，共振是指声波与物体的 固有频率产生共振现象。 1. 声音的共振原理 声音是由物体振动产生的机械波，在传播过程中会受到外界的影响。当一个固体物体或空腔受到声波的作用，如果声波的频率接近物体或 空腔的固有频率时，就会发生共振现象。此时，声波的能量会被吸收 并放大，使得声音更加清晰响亮。 2. 声音共振的应用 声音共振在我们的日常生活中有许多应用。例如，音箱通过共振放 大声音，使得我们能够听到更加清晰、响亮的音乐。另外，乐器的音 色和音量也与共振密切相关。共振现象还广泛应用于声学工程、建筑 设计以及通信技术等领域。 二、声音谐振的计算

谐振是指当一个物体受到周期性的外力作用时，发生与其固定频率 相同的振动。在声学中，我们可以通过计算来确定一个物体的谐振频率。 1. 谐振频率的计算公式 谐振频率的计算公式为： f = (1 / (2π)) * √(k / m) 其中，f表示谐振频率，k表示弹性系数，m表示物体的质量。 2. 谐振频率的单位 谐振频率的单位通常为赫兹（Hz），表示每秒振动的周期数。 3. 谐振频率的影响因素 谐振频率受到物体的弹性系数和质量的影响。当弹性系数增大或质 量减小时，谐振频率会增加。这意味着轻质物体或具有高弹性的物体 在相同的外界力作用下，将产生更高的谐振频率。 4. 谐振频率的应用 谐振频率的计算在声学工程和物理学研究中具有重要的应用。例如，在建筑设计中，我们需要计算房间的谐振频率，以避免共振导致的不 良音效。在音乐理论中，计算乐器的谐振频率可以帮助我们理解音色 的形成和音乐的和谐。 结语

声学基础及其原理

2声学基础及其原理［13］ 在我们的生活环境中会遇到声强从弱到强范围很宽的各种声音［5］。如此广阔范围的能量变化直接使用声功率和声压的数值很不方便，而用对数标度以突出其数量级的变化则相对明了些；另一方面人耳对声音的接收，并不是正比与强度的变化值，而更近于正比与其对数值，由于这两个原因，在声学中普遍使用对数标度来度量声压、声强、声功率，分别称为声压级、声强级和声功率级，单位用分贝(dB)来表示［1］。 2.1声压级 将待测声压的有效值P e与参考声压P o的比值取以10为底数的常用对数，再乘以20 0即： P L p=20lg —(dB) ( 2.1 ) P o 在空气中，参考声压P o规定为2 10-5帕，这个数值是正常人耳对1000Hz 声音刚能够觉察到的最低声压值。式(2.1 )也可以写为： L p=20lgp+94 ( dB) ( 2.2 )式中P是指声压的有效值P e，由于声学中所指的声压一般都是指其有效值，所以都用P来表 示声压有效值P e。 人耳的感觉特性，从可听域的2 10-5帕的声压到痛域的20帕，两者相差100万倍，而用声压级表示则变化为0-120分贝的范围，使声音的量度大为简明。 2.2 声强级： 为待测声强I与参考声强I。的比值取以常用对数再乘以10，即： L i=10lg 丄(dB) ( 2.3 ) I 0 在空气中，参考声强I 0取以10-12W/m i这样公式可以写为： -3 -

-4 - 2.3声功率 可以用“级”来表示，即声功率L w ,为: 这里w 是指声功率的平均值W ，对于空气媒质参考声功率w o =io -12w 这样式子 可以写为： L w =10lg W+120 ( dB ) 由声强与声功率的关系I=w/S ，S 为垂直声传播方向的面积，以及空气中 声 强级近似的等于声压级，可得： L p =L I = 10lg w 将 W 0=10-12w I 0=10-12W/m i 代入，可得： L p 二 L | 二 L w -10lgS （ dB ） （ 2.8） 这就是空气中声强级、声压级与声功率级之间的关系，但应用条件必须是自 由声场，即除了有源发声外，其它声源的声音和反射声的影响均可以忽略。 在自由场和半自由场测量机器噪声声功率的方法的原理就是如此。 声压级、声强级、声功率级的定义中，在后两者对数前面都好似乘以常 数10,而声压级对数前面乘以常数为20,这是因为声能量正比于声强和声功 率的一次方，而对声压是平方的关系。如声压增加一倍，声压级和声强级增 加6分贝，而声强增加一倍，声压级和声强级增加3分贝 ［5］ 。 对于一定的声源，其声功率级是不变的，而声压级和声强级都是随着测点的 不同而变化的。 专门的研究表明，人耳对于不同频率的声音的主观感觉是不一样的，人 耳对于声的响应不单纯是物理上的问题了。为了使人耳对频率的响应与客观 声压级联系起来，采用响度级来定量的描述这种关系，它是以1000Hz 纯音作 为基准，对听觉正常的人进行大量比较试听的方法来定出声音的响度级的， 它的定义是以频率为1000Hz 的纯音的声压级作为其响度级。也就是说，对于 1000Hz 的纯音，它的响度级就是这个声音的声压级，对频率不是1000Hz 的纯 音，则用1000Hz 纯音与这一待定 L i =10lg 1+120 ( dB ) (2.4 ) L w =10lg (dB ) (2.5) (2.6) (2.7)

《声学基础》课程教学大纲

《声学基础》课程教学大纲 一、课程基本信息 二、课程简介和教学目标 1．课程简介 声学基础主要讲授声学相关的基础理论知识，包括质点振动学、弹性体振动学、电-力-声类比、声波的基本性质、声波的传播和吸收、声波的辐射、接收与散射以及固体中声波传播的基本特性。作为海洋技术专业教育的核心课程，本课程是后续海洋声学方向课程的基础。通过课程的学习使学生了解声学理论在海洋技术中的应用，掌握声学基础的理论和分析方法，培养学生应用数学和物理的方法分析问题、解决问题的能力，同时也为后续的水声学、水声测量技术、声呐技术等课程奠定基础。 2.教学目标 教学目标1：了解声学理论和方法在海洋声学调查方法发展中所起的作用； 教学目标2：掌握声学的基本理论和知识、声学问题的基本分析方法； 教学目标3：培养学生应用应用数学和物理的方法分析问题、解决问题的能力。 教学目标4：能够对声学基础问题的关键技术和难点进行准确描述，具备有效沟通并能够合理决策。能够理解和评价水声信号处理领域复杂工程问题的专业工程实践对环境和社会可持续发展的影响。

教学目标4（课程思政）：将海洋声学的科学前沿问题、科学的学习方法等元素融入其中，激励学生投身水声国防事业，并能在多学科环境中应用，培养终身学习能力。3．教学目标与毕业要求指标点的支撑关系 三、理论教学 表1 理论教学安排

四、实验教学 表2 实验教学安排

五、考核与成绩评定方法 六、建议教材及相关教学资源 [1] 杜功焕、朱哲民、龚秀芬著，声学基础(第3版)，南京大学出版社(2012年)。 [2] 何祚镛、赵玉芳编, 声学理论基础, 国防工业出版社, 1988 [3] 张海澜著，理论声学，高等教育出版社 [4] 马大猷，现代声学理论基础，科学出版

声学基础知识

一、声学基础： 1、名词解释 （1）波长——声波在一个周期内的行程。它在数值上等于声速（344米/秒）乘以周期，即λ=CT （2）频率——每秒钟振动的次数，以赫兹为单位 （3）周期——完成一次振动所需要的时间 （4）声压——表示声音强弱的物理量，通常以Pa为单位 （5）声压级——声功率或声强与声压的平方成正比，以分贝为单位 （6）灵敏度——给音箱施加IW的噪声信号，在距声轴1米处测得的声压 （7）阻抗特性曲线——扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线 （8）额定阻抗——在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值，单位欧姆 （9）额定功率——一个扬声器能保证长期连续工作而不产生异常声时的输入功 （10）音乐功率——以声音信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率（PMPO） （11）音染——声音染上了节目本身没有的一些特性，即重放的信号中多了或少了某些成份 （12）频率响应——即频响，有效频响范围为频响曲线最高峰附近取一个倍频程频带内的平均声压级下降10分贝划一条直线，其相交两点间的范围 2、问答 （1）声音是如何产生的？ 答：世界上的一切声音都是由物体在媒质中振动而产生的。扬声器是通过振膜在空中振动，使前方和后方的空气形成疏密变化，这种波动的现象叫声波，声波使耳膜同样产生疏密变化，传级大脑，于是便听到了声音。 （2）什么叫共振？共振声对扬魂器音质有影响吗？ 答：如果物体在受迫振动的振动频率与它本身的固有频率相等时，称为共振 当物体产生共振时，不需要很大的外加振动能量就能是使用权物体产生大幅度的振动，甚至产生破坏性的振动。当扬声器振膜振动时，由于单元是固定在箱体上的，振动通过盆架传递

声学基础知识(整理)

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。

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= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中，c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —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1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 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。

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）