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你不得不知的聲學基礎知識
文章來源:admin 時間:2018-03-02 03-54-52

  一、聲音的產生與傳播

  聲音是人耳通過聽覺神經對空氣振動的主觀感受。

  聲音產生于物體的振動,例如揚聲器的紙盆、撥動的琴弦等等。這些振動的物體稱之為聲源。聲源發聲后,必須經過一定的介質才能向外傳播。這種介質可以是氣體,也可以是液體和固體。在受到聲源振動的干擾后,介質的分子也隨之發生振動,從而使能量向外傳播。但必須指出,介質的分子只是在其未被擾動前的平衡位置附近作來回振動,并沒有隨聲波一起向外移動。介質分子的振動傳到人耳時,將引起人耳耳膜的振動,***終通過聽覺神經而產生聲音的感覺。例如,揚聲器的紙盆,當音圈通過交變電流時就會產生振動。這種振動引起鄰近空氣質點疏密狀態的變化,又隨即沿著介質依次傳向較遠的質點,***終到達接收者??梢钥闯?,在聲波的傳播過程中,空氣質點的振動方向與波的傳播方向相平行,所以聲波是縱波。

在空氣中,聲音就是振動在空氣中的傳播,我們稱這為聲波。聲波可以在氣體、固體、液體中傳播,但不能在真空中傳播。

  二、聲波的頻率、波長與速度

  當聲波通過彈性介質傳播時,介質質點在其平衡位置附近作來回振動。質點完成一次完全振動所經歷的時間稱為周期,記為T,單位是秒(s)。質點在1秒內完成完全振動的次數稱為頻率,記作f,單位為赫茲(Hz),它是周期的倒數,即:  f=1/T

聲波在其傳播途徑上,相鄰兩個同相位質點之間的距離稱為波長,記為λ,單位是米(m)?;蛘哒f,波長是聲波在每一次完全振動周期中所傳播的距離。

聲波在彈性介質中傳播的速度稱為聲速,記為v,單位是米/秒(m/s)。聲速不是介質質點振動的速度,而是質點振動狀態的傳播速度。它的大小與質點振動的特性無關,而與介質的彈性、密度以及溫度有關。20度的空氣中聲速為344米/秒。

  頻率、波長、周期和聲速有如下關系:c=fλ或c=λ/T

  在房屋建筑中,頻率為100-10000Hz的聲音很重要。它們的波長范圍相當于3.4-0.034m。這個波長范圍與建筑內部的一些部件尺度相近,故在處理一些建筑聲學問題時,對這一波段的聲波尤其要引起重視。

  三、聲波的吸收與透射

  當聲波從一種介質傳遞到另一種介質時,聲能的一部分被反射;一部分透過物體繼續傳播,稱為透射;另一部分由于物體的振動或聲音在物體內部傳播時介質的磨擦或熱傳導而被損耗,稱為材料的吸收。

  四、室內聲場

  在室內,聲波在封閉空間中的傳播及其特性比在露天場合要復雜得多。這時,聲波將受到封閉空間各個界面,如頂棚、地面、墻壁等的反射、吸收與透射。室內聲場因而存在著許多與自由聲場不同的聲學問題。研究室內聲場,對室內音質設計和噪聲控制具有重要的意義。

  室內聲場的特點:(1)聲波在各個界面引起一系列的反射,吸收與透射;(2)與自由聲場有不同的音質;(3)由于房間的共振可能引起某些頻率的聲音被加強或減弱;(4)聲能的空間分布發生了變化。

  五、混響與回聲

  混響是室內的聲學現象。聲音由聲源發出后,在空氣中傳播,傳播過程中在房間的界面上產生反射、吸收、擴散、透射、干涉和衍射等波動作用,形成復雜的室內聲場,使人產生混響感。聲源停止發聲后,室內聲場會持續一段時間。

  混響是室內聲反射和聲擴散共同作用的結果。同樣是源于反射,但由于人耳的聽聞特性,混響和回聲有明顯的不同。

  聲源的直達聲和近次反射聲相繼到達人耳,延遲時間小于30ms時,一般人耳不能區分出來,僅能覺察到音色和響度的變化,人們感覺到混響。但當兩個相繼到達的聲音時差超過50ms時(相當于直達聲與反射聲之間的聲程差大于17m),人耳能分辯出來自不同方向的兩個獨立的聲音,這時有可能出現回聲?;芈暤母杏X會妨礙音樂和語言的清晰度(可懂度),要避免。

  六、臨界距離(CriticalDistance)

  臨界距離就是在聲源軸線方向上,直達聲與混響聲聲能相等處的距離。臨界距離在全頻帶內是不同的?;芈曉綇姷姆块g臨界距離越近,吸音越強的房間,臨界距離越遠。(臨界距離在全頻帶內是不同的)。

  好的聲學設計,臨界距離要離聲源盡可能遠,結果在全頻帶內混響***小***平坦。直達聲從揚聲器系統開始遞補減,是距離的函數(平方反比定律),但混響恒定地散布房間(新的聲音不斷從揚聲器發出,混響不斷建立,直到新的聲音與被吸收的聲音相等,因此混響保持恒定。)兩曲線的交點就是臨界距離。

  ***佳聽音區一定位于臨界距離內,因為臨界距離是以直達聲為主,清晰度和聲像定位***好。

  尋找臨界距離的***簡單方法為:用音響系統播放壓縮的流行音樂,開始用一個音箱(左或右),在房間里來回地走,很容易就能找到臨界距離。用另一個音箱重復一遍,再同時用兩個音箱重復一遍。與聲學測量相比較,你會對人耳的精確性感到驚訝。

?混響越強的房間臨界距離越近。

?吸聲越強的房間臨界距離越遠。

?近聲場或直達聲場在臨界距離內。

?遠聲場或反射聲場(混響)在臨界距離外。

  好的聲音能悅耳,差的聲音太刺耳;好的聲音讓人心情舒暢,差的聲音讓人煩躁無比。如果你想擁有一個舒服的聲音環境,歡迎到青島榮昌盛隔音材料有限公司做客。我們有物美價廉的、品種繁多的、五顏六色的吸音、隔音材料,一定會精心為您打造您想要的、不一樣的環境,讓您體驗安靜的生活。

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