2024年初中物理聲學(xué)基本概念

1.吸聲

聲波通過某種介質(zhì)或射到某介質(zhì)表面時，聲能減少并轉(zhuǎn)換為其他能量的過程稱為吸聲。

2.吸聲的作用

對同一個空間，改變室內(nèi)聲場的特性。吸聲的主要作用是吸收室內(nèi)的混響聲,對直達(dá)聲不起作用,也就是說吸聲可提高音質(zhì),但對降噪能力效果不好。

3.吸聲系數(shù)

在一定面積上被吸收的聲能與射入聲能之比稱之為該界面的吸聲系數(shù)(α)。當(dāng)入射聲能被完全反射時， α=0，表示無吸聲作用;當(dāng)入射聲波完全沒有被反射時，α=1，表示完全被吸收。一般材料或結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù) α=0~1，α值越大，表示吸聲能越好，它是目前表征吸聲性能最常用的參數(shù)。

4.吸聲量

又稱等效吸聲面積,等于吸聲材料面積與其吸聲系數(shù)的乘積。單位為平方米。

5.吸聲材料

吸聲系數(shù)大于0.2的材料稱為吸聲材料(acoustical absorption materials)。吸聲材料是多孔、疏散的材質(zhì),常用的吸聲材料有玻璃棉、巖棉、聚酯纖維吸音板、羊毛氈、礦渣棉、卡普隆纖維、棉麻等植物纖維、泡沫微孔吸聲磚等。雪也能吸聲。

6.隔聲

隔聲是指聲波在空氣中傳播時，一般用各種易吸收能量的物質(zhì)消耗聲波的能量使聲能在傳播途徑中受到阻擋而不能直接通過的措施，這種措施稱為隔聲。

7.隔聲量

聲波從一空間向另一空間透射，被中間界面阻隔的聲能。

8.吸聲降噪

指采用吸聲的材料吸收噪聲、降低噪聲強度的方法。一般利用吸聲裝置(吸聲飾面、空間吸聲體等)吸收室內(nèi)的聲能以降低噪聲。在室內(nèi)建筑廳堂和工廠降噪的聲學(xué)設(shè)計中，主要是解決低頻吸聲降噪的問題。(男人說話的聲頻為～150Hz，女人說話聲頻為～230Hz,發(fā)動機聲頻為～250Hz，絕大部分機器的噪音也是以低頻為主的中低頻噪音)

9.聲音頻率(聲頻)

聲波在單位時間內(nèi)的振動次數(shù)稱為頻率(frequency)，單位赫(Hz)。人耳能夠聽到的聲音的整個范圍是20~20000Hz，一般把聲音頻率分為低頻(500Hz以下)、中頻(500-1000Hz)和高頻(1000Hz以上)三個頻帶。聽覺好的成年人能聽到的聲音頻率常在30~16000Hz之間，老年人則常在50~10000Hz之間。

10.混響

聲源停止發(fā)音后，產(chǎn)生的聲音延續(xù)現(xiàn)象。

11.混響時間

當(dāng)聲場達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)后，突然關(guān)掉聲源使其停止發(fā)聲，聲能逐漸減小到原來聲能(穩(wěn)定時具有的聲能)的百萬分之一所經(jīng)歷的時間，通常用聲壓級60dB所需要的時間，一般用T60表示(有時也用T)，單位為秒(S);(簡而言之：聲能密度衰減60dB所需要的時間)。

12.混響時間計算公式

塞賓公式T60= 0.161V/A=0.161V/αS。其中A為總吸聲量，α為吸聲系數(shù)，S為樣件面積，V為混響室體積。

13.最佳混響時間

對大量音質(zhì)效果評價認(rèn)為較好的各種用途的廳堂實測的500HZ和1000HZ滿場(指實際使用狀態(tài))的混響時間進行統(tǒng)計分析，從而得到的混響時間稱為最佳混響時間。

14.直達(dá)聲與混響聲

聲源發(fā)出的直接到達(dá)的聲音是直達(dá)聲，直達(dá)聲總是最先到達(dá)人耳，這是因為直達(dá)聲比反射聲的聲程短。除了直達(dá)聲以外，反射的聲音形成了混響聲，使室內(nèi)聲壓級增加。

15.最大聲壓級

廳內(nèi)空場穩(wěn)態(tài)時的最大聲壓級。

16.傳輸頻率特性

廳內(nèi)各測點處穩(wěn)態(tài)聲壓級的平均值相對于擴聲系統(tǒng)傳聲器處聲壓或擴聲設(shè)備輸入端電壓的幅頻響應(yīng)。

17.傳聲增益

擴聲系統(tǒng)達(dá)最高可用增益時，廳內(nèi)各測點處穩(wěn)態(tài)聲壓級平均值與擴聲系統(tǒng)傳聲器處聲壓級的差值。

18.最高可用增益maximum available gain

歌舞廳擴聲系統(tǒng)在聲反饋自激臨界狀態(tài)的增益減去6dB時的增益。擴聲系統(tǒng)中使用單指向性傳聲器、頻率均衡器能顯著提高擴聲系統(tǒng)的傳聲增益。

19.聲場不均勻度

有擴聲時，廳內(nèi)各測點處得到的穩(wěn)態(tài)聲壓級的極大值和極小值的差值，以分貝表示。

20.總噪聲級

擴聲系統(tǒng)達(dá)到最高可用增益，但無有用聲信號輸入時，廳內(nèi)各測點處噪聲聲壓級的平均值。

21.聲缺陷

主要指回聲、顫動回聲、聲聚焦、聲染色及聲陰影等聲學(xué)現(xiàn)象。

22.聲缺陷的消除

回聲、顫動回聲、聲聚焦、聲染色一般容易發(fā)生在大廳中，解決的方法是應(yīng)用幾何聲學(xué)的有關(guān)規(guī)律予以消除，而聲陰影則多發(fā)生于小室，應(yīng)從波動聲學(xué)的角度加以考慮，消除音質(zhì)缺陷。

23.避免廳堂音質(zhì)缺陷的方法

主要是從廳堂的體形設(shè)計和吸聲材料布置兩方面入手，消除產(chǎn)生音質(zhì)缺陷的條件。例如，為了消除回聲，應(yīng)在可能引起回聲的部位布 置強吸聲材料，使反射聲減弱經(jīng);另一種方法是調(diào)整反射面角度，將后墻與頂棚交接處作成比較大的傾角，將聲音反射給后區(qū)觀眾，徹底消除回聲，取得化害為利的 效果。為了消除聲聚集現(xiàn)象，應(yīng)盡量控制廳堂界的曲面弧度，采用凸形結(jié)構(gòu)，并在弧面上布置合適的吸音材料。為了消除音質(zhì)缺陷，可根據(jù)廳堂內(nèi)聲源的位置。采用幾何作圖法，用聲線的分布找出各種聲缺陷的條件和部位，再采取必要的措施進行抑制。

24.回聲

指強度和時間差大到足可以引起聽覺將它與直達(dá)聲區(qū)分開來的反射聲。從單一聲源產(chǎn)生的一連串可分辯的回聲則叫多重回聲，當(dāng)室內(nèi)兩個界面之間距離大于一定數(shù)值，且吸聲量不足時，在其中間聲源發(fā)出的聲音就可能產(chǎn)生多重回聲�；芈晻�影響聽音注意力，影響聲音的清晰度，破壞立體聲聆聽的聲像定位效果。

25.顫動回聲

當(dāng)聲源在平行界面或一平面與一凹面之間發(fā)生反射，界面距離大于一定數(shù)值時會出現(xiàn)顫動回聲。發(fā)生顫動回聲時，聲音有連續(xù)的重疊聲，并有顫抖的感覺。顫動回聲會引起聽力疲勞，使人感到厭煩。

顫動回聲

26.聲聚焦

指凹面對聲波形成集中反射、使反射聲聚集于某個區(qū)域，造成聲音在該區(qū)域特別響的現(xiàn)象。聲聚集造成聲能過分集中，使聲能匯聚點的聲音嘈雜，而其他區(qū)域聽音條件變差，擴大了聲場不均勻度，嚴(yán)重影響聽眾的聽音條件。

聲聚焦

27.聲影區(qū)

由于障礙物或折射的原因，產(chǎn)生聲音輻射不到的區(qū)域。在聲影區(qū)內(nèi)聲壓級很低，音量很輕。因此聲影區(qū)的存在也是聲壓不均勻的原因。

聲影區(qū)

28.聲染色

由于室內(nèi)頻率響應(yīng)的變化，使原始聲音被賦予外加的音色特點。容積小的聽音室，本征頻率在低頻端分布不夠密集連續(xù)，因此在低頻段易產(chǎn)生“共振”的音染現(xiàn)象。共振現(xiàn)象產(chǎn)生的聲染色效應(yīng)，引起聲音信號的失真，產(chǎn)生主觀聽感上的厭惡情緒，嚴(yán)重影響聽音效果。

29.聲閘(聲鎖)

兩道門之間保留較大的間距做成通常所稱的“門斗”，并對其內(nèi)表面做強吸聲處理，以提高隔聲效果，此“門斗”稱為聲閘(聲鎖)

聲閘

30.聲橋

材料直接固定在龍骨上時，受聲一側(cè)板的振動會通過龍骨傳到另一側(cè)板，這種象橋一樣傳遞聲能的現(xiàn)象被稱為聲橋。

31.浮筑結(jié)構(gòu)(房中房)

通常只有外部環(huán)境很差或聲學(xué)環(huán)境要求較高的情況下才會考慮浮筑結(jié)構(gòu)，即在原房間中再建一個房間(即內(nèi)套和外套)。分輕質(zhì)和重質(zhì)兩種。內(nèi)套和外套之間設(shè)置彈性墊層，以減輕結(jié)構(gòu)的振動。

浮筑結(jié)構(gòu)

32.隔聲實驗室

由兩個相連的混響室組成，在兩個混響室之間應(yīng)有一個安裝試件的洞口。

隔聲實驗室

33.質(zhì)量定律

對于隔聲存在一個普遍的規(guī)律，即材料越重(面密度，或單位面積質(zhì)量越大)隔聲效果越好。對于單層密致勻?qū)嵅牧希�面密度每增加一倍，隔聲量在理論上增�?dB，這種規(guī)律即為質(zhì)量定律。

34.吻合谷

聲波接觸隔聲材料后，隔聲材料除了垂直方向的受迫振動以外，還有沿著板面方向的受迫彎曲振動。在某個特定頻率上，受迫彎曲振動將和板固有的自由彎曲振動發(fā)吻合，這時隔聲材料就非常順從地跟隨入射聲彎曲，造成聲能大量地投射到另一側(cè)去，形成隔聲量的低谷，這種現(xiàn)象被稱作吻合效應(yīng)。

35.平方反比定律

在自由場(free field)條件下，話筒或揚聲器與音源之間的距離每增加一倍，聲音的強度就會下降6分貝。

36.哈斯效應(yīng)

如果有兩個不同聲源發(fā)出同樣的聲音，在同一時間以同樣強度到達(dá)時，聲音呈現(xiàn)的方向大致在兩個聲源之間;如兩個同樣的聲源中的一個延時5~35ms，則感覺聲音似乎都來自未延時的聲源;如延遲時間在35~50ms時，延時的聲源可被識別出來，但其方向仍在未經(jīng)延時的聲源方向;只有延遲時間超過50ms時，第二聲源才能象清晰的回聲般聽到。這種現(xiàn)象就是哈斯效應(yīng)(Hass effect)。

哈斯效應(yīng)

37.雙耳效應(yīng)

當(dāng)聲源(包括復(fù)雜的集群信號)偏向左耳或右耳，即偏離兩耳正前方的中軸線時，聲源到達(dá)左、右耳的距離存在差異，這將導(dǎo)致到達(dá)兩耳的聲音在聲級、時間、相位上存在著差異。這種微小差異被人耳的聽覺所感知，傳導(dǎo)給大腦并與存貯在大腦里已有的聽覺經(jīng)驗進行比較、分析，得出聲音方位的判別，這就是雙耳效應(yīng).

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