聲學(xué)基礎(chǔ)專題知識(shí)專業(yè)知識(shí)講座課件

第一節(jié)聲學(xué)基本概念與參數(shù)一、振動(dòng)1.簡(jiǎn)諧振動(dòng)（一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)）

振動(dòng)是聲音產(chǎn)生的原因，最基本的振動(dòng)形式是“簡(jiǎn)諧振動(dòng)”mk力學(xué)特征：第一節(jié)聲學(xué)基本概念與參數(shù)一、振動(dòng)mk力學(xué)特征：12.簡(jiǎn)諧振動(dòng)函數(shù)：3.振動(dòng)與力學(xué)參數(shù)的關(guān)系：或一、振動(dòng)投影2.簡(jiǎn)諧振動(dòng)函數(shù)：3.振動(dòng)與力學(xué)參數(shù)的關(guān)系：或一、振動(dòng)2二、波動(dòng)（多個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)）

波動(dòng)是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。1.波動(dòng)產(chǎn)生的原因：

介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)間相互力學(xué)作用：

拉壓應(yīng)力或剪切應(yīng)力。2.波動(dòng)函數(shù)可通過質(zhì)點(diǎn)受力分析導(dǎo)出波動(dòng)函數(shù)：其中：x——某質(zhì)點(diǎn)距振源的距離c——聲速二、波動(dòng)（多個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)）波動(dòng)是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。3波動(dòng)圖：傳播方向二、波動(dòng)波動(dòng)圖：傳播方向二、波動(dòng)4三、聲波種類按振動(dòng)方向分類

（1）縱波：介質(zhì)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致。振動(dòng)方向傳播方向力學(xué)原理：靠介質(zhì)的拉或壓應(yīng)力傳播振動(dòng)存在介質(zhì)：固體、液體、氣體均可傳播縱波三、聲波種類按振動(dòng)方向分類振動(dòng)方向傳播方向力學(xué)原理：靠介質(zhì)的5（2）橫波：介質(zhì)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直力學(xué)原理：靠介質(zhì)中的剪切應(yīng)力傳播振動(dòng)。存在介質(zhì):固體

注：空氣中只存在縱波。

振動(dòng)方向傳播方向三、聲波種類（2）橫波：介質(zhì)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直力學(xué)原理：靠介62.按波振面分類（1）概念

波振面：所有振動(dòng)相位相同的點(diǎn)構(gòu)成的面（客觀存在）聲線：沿傳播方向與波振面垂直或正交的一系列直線（假想線）聲源波振面聲線三、聲波種類2.按波振面分類（1）概念聲源波振面聲線三、聲波種類7（2）聲波按波振面分類球面波：波振面為球面，點(diǎn)聲源產(chǎn)生；柱面波：波振面為柱面，線聲源產(chǎn)生；平面波：波振面為平面，平面聲源產(chǎn)生；注：當(dāng)距離聲源足夠遠(yuǎn)時(shí)，所有聲波均可視為平面波。三、聲波種類（2）聲波按波振面分類注：當(dāng)距離聲源足夠遠(yuǎn)時(shí)，所有聲波均可8四、聲音的頻率、波長(zhǎng)、振幅1.頻率f：?jiǎn)挝籋z(1/秒)人耳可聽頻率范圍：20～20000Hz次聲波：低于20Hz超聲波：高于2000Hz2.波長(zhǎng)λ：人耳可聽波長(zhǎng)范圍：0.17mm~17m3.振幅ξ0：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)離開平衡位置的最大距離

痛閾振幅：1.7×10-3cm聽閾振幅：1.7×10-9cm分子直徑：10-8cm

人耳能分辨小于分子直徑的振動(dòng)，及其靈敏。四、聲音的頻率、波長(zhǎng)、振幅1.頻率f：?jiǎn)挝籋z(1/秒)9五、聲速c

1.波動(dòng)函數(shù)的力學(xué)解法

a.對(duì)微小介質(zhì)單元進(jìn)行受力分析，并根據(jù)介質(zhì)力學(xué)特性參數(shù)（彈性模量、質(zhì)量密度）列出微分方程；b.解微分方程，并由介質(zhì)邊界條件和初始條件確定波動(dòng)函數(shù)；c.由波動(dòng)函數(shù)確定聲波的各個(gè)參數(shù)：聲波的頻率構(gòu)成、波長(zhǎng)、振幅、聲速等。

五、聲速c1.波動(dòng)函數(shù)的力學(xué)解法102.聲速c

決定聲速的因素是什么？頻率f？波長(zhǎng)λ？由波動(dòng)函數(shù)力學(xué)解法，可得：

其中：E——壓伸（楊氏）彈性模量G——切變彈性模量B——體變彈性模量

ρ——介質(zhì)質(zhì)量密度

五、聲速c2.聲速c其中：E——壓伸（楊氏）彈性模量五、聲速c11？問題

高空中空氣密度與地面明顯不同，那么，高空與地面聲速會(huì)有明顯不同嗎？？問題高空中空氣密度與地面明顯不同，那么，高空與地面聲12碳鋼拉壓彈性模量：E=2×1011帕(N/m2)密度：7800kg/m3鋼材理論聲速：5063m/s空氣的體變彈性模量：B＝1.42×105Pa空氣密度：1.29kg/m3空氣理論聲速：332m/s碳鋼拉壓彈性模量：E=2×1011帕(N/m2)13聲速說明：（1）聲速c由傳播介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)決定，與頻率和波長(zhǎng)無直接關(guān)系。同一種介質(zhì)中，波長(zhǎng)與頻率乘積λf＝c是一個(gè)常數(shù)。

各種介質(zhì)聲速介質(zhì)空氣水松木磚鋼材聲速c(m/s)34015002500～350036005000（2）溫度會(huì)影響介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)，所以溫度會(huì)影響聲速。

空氣聲速一般取：340m/s五、聲速c聲速說明：（1）聲速c由傳播介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)決定，與頻率和波14六、聲壓(*)1.聲壓定義p：聲波擾動(dòng)引起介質(zhì)壓強(qiáng)的變化量。p=p聲－p靜其中：p聲——聲音存在時(shí)介質(zhì)壓強(qiáng)p靜——無聲音時(shí)介質(zhì)壓強(qiáng)聲壓?jiǎn)挝唬号粒≒a）

說明：聲壓易于測(cè)量，人耳感受的也是聲壓，所以聲學(xué)中一般用聲壓p替代振幅ξ來描述聲音的強(qiáng)弱。六、聲壓(*)1.聲壓定義p：聲波擾動(dòng)引起介質(zhì)壓強(qiáng)的變化量。15六、聲壓(*)2.用聲壓表示的波動(dòng)函數(shù)3.有效聲壓pe

人耳不能感覺聲壓的瞬時(shí)起伏，只能感受聲壓的有效值，即聲壓對(duì)時(shí)間的均方值。說明：聲學(xué)所談聲壓一般是指有效聲壓。六、聲壓(*)2.用聲壓表示的波動(dòng)函數(shù)3.有效聲壓pe說明：164.人耳對(duì)聲壓的感受范圍聽閾聲壓：2×10-5Pa痛閾聲壓：20Pa說明：

（1）人耳感受聲壓范圍很大：最大最小相差106（百萬）倍；（2）大氣壓為105Pa，可聽聲壓為大氣壓的1/50億~1/5000，說明聲音引起的氣壓變化非常小。六、聲壓(*)4.人耳對(duì)聲壓的感受范圍六、聲壓(*)17六、聲壓(*)5.聲壓p與振幅ξ之間關(guān)系（了解）其中：B——空氣絕熱體變模量：1.42×105Pa

ρ——空氣密度：1.29kg/m3

1000Hz聲壓聲壓與振幅關(guān)系聲壓（Pa）振幅（cm）聽閾2×10-51.7×10-9痛閾201.7×10-3六、聲壓(*)5.聲壓p與振幅ξ之間關(guān)系（了解）其中：B—18七、聲能密度1.聲能密度定義

聲場(chǎng)中單位體積介質(zhì)中聲能，用D表示，單位為J/m3。2.平均聲能密度

聲場(chǎng)中每一位置的聲能密度隨時(shí)間變化，取一個(gè)周期內(nèi)的平均值為平均聲能密度。3.聲能密度計(jì)算公式七、聲能密度1.聲能密度定義19八、聲強(qiáng)(*)1.聲強(qiáng)定義

單位時(shí)間通過垂直于聲波傳播方向的單位面積的聲能在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)的平均值,用I表示。單位面積聲能傳播方向聲強(qiáng)I聲強(qiáng)是矢量，單位為W/m2。八、聲強(qiáng)(*)1.聲強(qiáng)定義單位面積聲能傳聲強(qiáng)I聲強(qiáng)是矢20八、聲強(qiáng)(*)

2.聲強(qiáng)與聲能密度及聲壓關(guān)系聲強(qiáng)與有效聲壓的平方成正比人耳所能感受到的最小聲強(qiáng)為：10-12W/m2.八、聲強(qiáng)(*)2.聲強(qiáng)與聲能密度及聲壓關(guān)系聲強(qiáng)與有效聲壓21九、聲功率單位時(shí)間穿過某一平面或曲面總聲能量。九、聲功率單位時(shí)間穿過某一平面或曲面總聲能量。22九、聲功率穿過波振面的聲功率可直接用面積乘以聲強(qiáng)。指向均勻點(diǎn)聲源功率：聲強(qiáng)均勻的平面波功率：九、聲功率穿過波振面的聲功率可直接用面積乘以聲強(qiáng)。指向均勻23第二節(jié)聲音的傳播本節(jié)討論問題：1。聲源：種類、指向性2。聲場(chǎng)：自由、擴(kuò)散、半自由聲場(chǎng)3。聲音的反射、透射4。聲音的衍射5。聲音的疊加第二節(jié)聲音的傳播本節(jié)討論問題：24一、聲源1.聲源分類（1）點(diǎn)聲源滿足下列條件之一可看作是點(diǎn)聲源：a.聲源的幾何尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聲音波長(zhǎng)；b.與聲源距離遠(yuǎn)大于聲源幾何尺寸。（2）線聲源一系列在一條直線上的發(fā)聲點(diǎn)構(gòu)成的聲源，有兩種：a.相干線聲源：各發(fā)聲點(diǎn)相位相同；b.不相干線聲源：各發(fā)聲點(diǎn)相位無關(guān)系，如一串汽車。（3）面聲源平面發(fā)聲。一、聲源1.聲源分類252.聲源的指向性

聲源發(fā)出聲音聲強(qiáng)或聲壓在各個(gè)方向上不同，聲強(qiáng)或聲壓隨方向分布的不均勻性稱為聲源的指向性。一、聲源40%100%60%100%30°60°0°2kHz1kHz100Hz相對(duì)對(duì)指向性絕對(duì)指向性305070dB0°30°60°2.聲源的指向性一、聲源40%100%60%100%30°626二、聲場(chǎng)聲音存在的區(qū)域叫聲場(chǎng)，分為三類：

a.自由聲場(chǎng)：聲音在任何方向上無反射，聲場(chǎng)中任何一點(diǎn)只有來自聲源的直達(dá)聲。如空曠的原野，高空飛機(jī)。草地不反射聲音空曠原野自由聲場(chǎng)二、聲場(chǎng)聲音存在的區(qū)域叫聲場(chǎng)，分為三類：草地不反射聲音空27b.擴(kuò)散聲場(chǎng)：

聲源置于全反射材料構(gòu)成的密閉空間中，聲音在各個(gè)方向上均發(fā)生全放射。二、聲場(chǎng)聲源擴(kuò)散聲場(chǎng)b.擴(kuò)散聲場(chǎng)：二、聲場(chǎng)聲源擴(kuò)散聲場(chǎng)28c.半自由（半擴(kuò)散）聲場(chǎng)

介于自由與擴(kuò)散聲場(chǎng)之間，聲源部分聲音被反射，部分投向無窮遠(yuǎn)，如開著窗戶的教室。二、聲場(chǎng)聲源半自由聲場(chǎng)c.半自由（半擴(kuò)散）聲場(chǎng)二、聲場(chǎng)聲源半自由聲場(chǎng)29三、聲音的反射與透射(1)反射：(2)折射：聲速?zèng)Q定聲音的折射角度：

聲速高，折射角大。或：介質(zhì)2：c2介質(zhì)1：c11.聲音的反射角與折射角三、聲音的反射與透射(1)反射：(2)折射：聲速?zèng)Q定聲音30折射公式推導(dǎo)：三、聲音的反射與透射介質(zhì)2：c2介質(zhì)1：c1折射公式推導(dǎo)：三、聲音的反射與透射介質(zhì)2：c2介質(zhì)1：c131利用折射公式討論問題：

（1）聲波的全反射；

（2）聲音的折射與可傳播距離三、聲音的反射與透射利用折射公式討論問題：三、聲音的反射與透射321.全反射問題：

當(dāng)聲音從“軟介質(zhì)”向“硬介質(zhì)”入射時(shí)，折射角會(huì)等于大于90°，不再有透射聲波，稱“全反射”。入射角臨界條件：折射角臨界條件：三、聲音的反射與透射c2c11.全反射問題：入射角臨界條件：折射角臨界條件：三、聲音的33例：

c水＝1500m/s;c空＝340m/s，求由空氣向水中投射時(shí)，聲音的全反射臨界入射角？結(jié)論：

空氣聲音只有小角度入射（接近垂直入射）才會(huì)發(fā)生透射，因此，從空氣進(jìn)入其他介質(zhì)的折射角公式近似為：

三、聲音的反射與透射例：c水＝1500m/s;c空＝340m/s，求由空342.聲音的折射與可傳播距離白天聲線夜間聲線三、聲音的反射與透射高溫層低溫層高溫層

低溫層2.聲音的折射與可傳播距離白天聲線夜間聲線三、聲音的反射與35聲影區(qū)白天聲場(chǎng)夜晚聲場(chǎng)聲音在夜晚比白天傳得更遠(yuǎn)三、聲音的反射與透射聲影區(qū)白天聲場(chǎng)夜晚聲場(chǎng)聲音在夜晚比白天傳得更遠(yuǎn)三、聲音的反射36高空飛機(jī)聲場(chǎng)三、聲音的反射與透射低溫層高溫層高空飛機(jī)聲場(chǎng)三、聲音的反射與透射低溫層高溫層37三、聲音的反射與透射2.聲壓反射與透射系數(shù)（垂直入射）

介質(zhì)1：c1ρ1介質(zhì)2：c2ρ2piprpt（1）聲壓反射系數(shù)（2）聲壓透射系數(shù)三、聲音的反射與透射2.聲壓反射與透射系數(shù)（垂直入射）介質(zhì)138三、聲音的反射與透射例：ρ水＝1000kg/m3;c水＝1500m/s;

ρ空＝1.29kg/m3;c空＝340m/s(1)聲音從空氣垂直進(jìn)入水中:三、聲音的反射與透射例：ρ水＝1000kg/m3;c39三、聲音的反射與透射例：(2)聲音從水垂直進(jìn)入空氣中:說明：（1）從水中入射的聲波聲壓反射系數(shù)為負(fù)值，相位改變180°。（2）從空氣透射進(jìn)入密介質(zhì)時(shí)，聲壓近似加倍。三、聲音的反射與透射例：(2)聲音從水垂直進(jìn)入空氣中:說明40三、聲音的反射與透射3.聲強(qiáng)反射與透射系數(shù)（垂直入射）

介質(zhì)1：c1ρ1介質(zhì)2：c2ρ2IiIrIt（1）聲強(qiáng)反射系數(shù)（2）聲強(qiáng)透射系數(shù)三、聲音的反射與透射3.聲強(qiáng)反射與透射系數(shù)（垂直入射）介質(zhì)41三、聲音的反射與透射例：ρ水＝1000kg/m3;c水＝1500m/s;

ρ空＝1.29kg/m3;c空＝340m/s(1)聲音從空氣垂直進(jìn)入水中:三、聲音的反射與透射例：ρ水＝1000kg/m3;c42三、聲音的反射與透射例：(2)聲音從水垂直進(jìn)入空氣中:說明：密度相差較大的兩種介質(zhì)間，無論從哪種介質(zhì)入射，透射系數(shù)都很小。三、聲音的反射與透射例：(2)聲音從水垂直進(jìn)入空氣中:說明43四、聲音得衍射sλsλ聲影區(qū)sλsλ聲影區(qū)聲影區(qū)λ>sλ<sλ<sλ>s四、聲音得衍射sλsλ聲影區(qū)sλsλ聲影區(qū)聲影區(qū)λ>sλ<s44五、聲音的疊加1.瞬時(shí)聲壓的疊加2.有效聲壓的疊加五、聲音的疊加1.瞬時(shí)聲壓的疊加2.有效聲壓的疊加45第三節(jié)聲級(jí)

（重點(diǎn)）本節(jié)內(nèi)容：

1。聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí)及相互關(guān)系；2。聲級(jí)加法；3。聲級(jí)減法第三節(jié)聲級(jí)（重點(diǎn)）本節(jié)內(nèi)容：46為什么引入聲級(jí)?人耳所能感受到的最小的聲壓2×10-5Pa，痛閾聲壓20Pa，相差上百萬倍，變化范圍大，直接用聲壓或聲強(qiáng)表示不方便；此外人耳感受到的聲音的強(qiáng)度并不與聲壓或聲強(qiáng)成正比，為此引入“相對(duì)倍數(shù)”加“取對(duì)數(shù)”方法表示聲音的相對(duì)強(qiáng)弱，即所謂的“聲級(jí)”。為什么引入聲級(jí)?人耳所能感受到的最小的聲壓47一、聲壓級(jí)聲壓級(jí)定義：其中：pe0——參考聲壓，2×10-5Pa，是人耳所能聽到的1000Hz最小聲壓。又有：聲壓級(jí)單位：分貝（dB——decibel）一、聲壓級(jí)聲壓級(jí)定義：其中：pe0——參考聲壓，2×148一、聲壓級(jí)（續(xù)）說明:a.人耳正常聽力范圍：0～120dBb.人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的分辨能力為0.5dB.即當(dāng)聲壓增加0.06倍后，人耳才能分辨其差別。思考題：1dB的含義是什么？一、聲壓級(jí)（續(xù)）說明:a.人耳正常聽力范圍：0～120d49二、聲強(qiáng)級(jí)1.聲強(qiáng)級(jí)定義：其中：I0為參考聲強(qiáng)級(jí)，10-12W/m2，人耳能聽到的最小的聲強(qiáng)。2.聲強(qiáng)級(jí)與聲壓級(jí)關(guān)系：在38.9℃，空氣ρc=400Pas/m,ΔL=0二、聲強(qiáng)級(jí)1.聲強(qiáng)級(jí)定義：其中：I0為參考聲強(qiáng)級(jí)，10-1250三、聲功率級(jí)1.聲功率級(jí)定義W——聲源功率或穿過某一界面的總功率W0——參考功率，10-12W三、聲功率級(jí)1.聲功率級(jí)定義W——聲源功率或穿過某一界面51三、聲功率級(jí)(續(xù))2.聲功率級(jí)與聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系對(duì)于指向性均勻的點(diǎn)聲源：說明：距離聲源每增加一倍，聲強(qiáng)級(jí)衰減6dB.這一結(jié)論是否適合指向不均勻的點(diǎn)聲源？三、聲功率級(jí)(續(xù))2.聲功率級(jí)與聲強(qiáng)級(jí)的關(guān)系對(duì)于指向性均勻的52四、聲級(jí)加法兩個(gè)70dB的聲音疊加后是多少分貝？1.兩個(gè)聲級(jí)的疊加（公式法）四、聲級(jí)加法兩個(gè)70dB的聲音疊加后是多少分貝？1.兩個(gè)聲53聲級(jí)疊加公式推導(dǎo)聲級(jí)疊加公式推導(dǎo)54例題1：車間一臺(tái)機(jī)器噪聲為85dB，另一臺(tái)機(jī)器噪聲為88dB，求兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)開機(jī)時(shí)噪聲分貝數(shù)？解：例題2：車間一臺(tái)機(jī)器噪聲為100dB，另一臺(tái)機(jī)器噪聲為85dB，求兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)開機(jī)時(shí)噪聲分貝數(shù)？解：例題1：車間一臺(tái)機(jī)器噪聲為85dB，另一臺(tái)機(jī)器噪聲為88d55例題3：車間兩臺(tái)機(jī)器噪聲為85dB，求兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)開機(jī)時(shí)噪聲分貝數(shù)？解：說明：a.當(dāng)兩個(gè)聲級(jí)相差較大時(shí)，總聲級(jí)與較大者近似相等；b.相等的兩個(gè)聲級(jí)疊加，聲級(jí)增加3dB;c.兩個(gè)聲級(jí)疊加后，總聲級(jí)比較大聲級(jí)最多大3dB。例題3：車間兩臺(tái)機(jī)器噪聲為85dB，求兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)開機(jī)時(shí)噪聲56方法描述：兩個(gè)聲級(jí)Lp1、Lp2（設(shè)Lp1≥

Lp2）疊加結(jié)果Lp可看成是較大聲級(jí)Lp1加上一修正量ΔL′p，而修正量ΔL′p與兩個(gè)聲級(jí)的差ΔLp=Lp1-Lp2有固定關(guān)系，將二者的固定關(guān)系列表，并在疊加聲級(jí)時(shí)查用。2.兩個(gè)聲級(jí)的疊加（查表法）其中：方法描述：兩個(gè)聲級(jí)Lp1、Lp2（設(shè)Lp1≥Lp2）57ΔLp012345678ΔL′p3.02.52.11.81.51.21.00.80.6ΔLp91011121314151617ΔL′p0.50.40.30.30.20.20.10.10.0852.兩個(gè)聲級(jí)的疊加（查表法）(續(xù))ΔLp012345678ΔL′p3.02.52.11.81.58例題1：車間一臺(tái)機(jī)器噪聲為100dB，另一臺(tái)機(jī)器噪聲為95dB，求兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)開機(jī)時(shí)噪聲分貝數(shù)？2.兩個(gè)聲級(jí)的疊加（查表法）(續(xù))解:查表得:合成聲級(jí):例題1：車間一臺(tái)機(jī)器噪聲為100dB，另一臺(tái)機(jī)器噪聲為9559四、聲級(jí)加法(續(xù))3.多個(gè)聲級(jí)的疊加四、聲級(jí)加法(續(xù))3.多個(gè)聲級(jí)的疊加60實(shí)際問題:(1)測(cè)量設(shè)備噪聲時(shí)有背景噪聲(無法消除),測(cè)量結(jié)果要減去背景噪聲;(2)兩臺(tái)機(jī)器總噪聲已知,其中一臺(tái)機(jī)器噪聲已知,求另一臺(tái)機(jī)器噪聲.四、聲級(jí)減法聲級(jí)減法計(jì)算公式:實(shí)際問題:四、聲級(jí)減法聲級(jí)減法計(jì)算公式:61四、聲級(jí)減法(續(xù))聲級(jí)減法公式推導(dǎo):例題1：車間一臺(tái)機(jī)器開機(jī)后噪聲為94dB，關(guān)機(jī)后背景噪聲為88dB，求該機(jī)器得純?cè)肼暦重悢?shù)？解:總噪聲Lp=94dB,背景噪聲Lb=88dB機(jī)器純?cè)肼?四、聲級(jí)減法(續(xù))聲級(jí)減法公式推導(dǎo):例題1：車間一臺(tái)機(jī)器開機(jī)62例題2：車間3臺(tái)機(jī)器,每臺(tái)機(jī)器單獨(dú)開機(jī)時(shí)測(cè)得噪聲分別為L(zhǎng)1=81dB，L2=78dB,L3=83dB,所有機(jī)器關(guān)機(jī)后背景噪聲Lb=70dB，求3臺(tái)機(jī)器同時(shí)開機(jī)后的噪聲？解:首先求各臺(tái)機(jī)器產(chǎn)生的純?cè)肼?四、聲級(jí)減法(續(xù))三臺(tái)機(jī)器同時(shí)開機(jī)噪聲:例題2：車間3臺(tái)機(jī)器,每臺(tái)機(jī)器單獨(dú)開機(jī)時(shí)測(cè)得噪聲分別為L(zhǎng)1=63第四節(jié)聲音的衰減兩種衰減:①傳播衰減②吸收衰減第四節(jié)聲音的衰減兩種衰減:64

聲波由聲源向外傳播,波振面擴(kuò)展,聲強(qiáng)I=W/S變小,稱為傳播衰減.a.平面波不存在波振面擴(kuò)展,無傳播衰減;b.其它類型波(球面波、柱面波)存在傳播衰減。

球面波的傳播衰減：一、傳播衰減距聲源距離每增加一倍，傳播衰減6dB。對(duì)柱面波而言，離線聲源的距離每增加一倍，傳播衰減為多少分貝？聲波由聲源向外傳播,波振面擴(kuò)展,聲強(qiáng)I=65

聲能轉(zhuǎn)換為熱能，被介質(zhì)吸收，由此引起的衰減稱為吸收衰減。二、吸收衰減吸收衰減規(guī)律：x——沿傳播方向與I0聲強(qiáng)處距離；u——衰減系數(shù)，與頻率及聲速有關(guān)聲能轉(zhuǎn)換為熱能，被介質(zhì)吸收，由此引661.吸收衰減與頻率關(guān)系

衰減系數(shù)u正比于頻率f的平方，頻率越高衰減越快。聲音在空氣中每1000m衰減ΔL(dB/1km)f(Hz)12550040008000ΔL(dB/1km)0.31.62578結(jié)論：低頻比高頻聲音傳的更遠(yuǎn)，在遠(yuǎn)處聽到聲音低沉。1.吸收衰減與頻率關(guān)系衰減系數(shù)u正比于頻率f的平方，頻率越672.吸收衰減與介質(zhì)特性或聲速關(guān)系介質(zhì)特性（密度ρ，彈性模量E,G,B）決定聲速c,c越大，衰減系數(shù)u小，衰減慢。理論上同頻率聲音在鋼中比在空氣中傳播遠(yuǎn)3414倍。結(jié)論：聲音在越“硬”的材料中傳播的越遠(yuǎn)，在空氣中傳播的最近。2.吸收衰減與介質(zhì)特性或聲速關(guān)系介質(zhì)特性（密度ρ，彈性模量68一、頻譜1.頻譜定義

聲強(qiáng)（或聲級(jí)）隨頻率的分布稱為頻譜。包含兩各方面的信息：聲音所含頻率；相應(yīng)各個(gè)頻率的能量或聲強(qiáng)。2.頻譜圖

以頻率為橫坐標(biāo)，以聲強(qiáng)（級(jí)）為縱坐標(biāo)所表示的頻譜，即把頻譜用圖形表示出來。第五節(jié)聲音的頻譜與頻程（重點(diǎn)）一、頻譜第五節(jié)聲音的頻譜與頻程（重點(diǎn)）69

p（聲壓）X(距離)

p（聲壓）X(距離)

p（聲壓）X(距離)f(Hz)LI（dB）LI（dB）f(Hz)LI（dB）f(Hz)（1）純音（2）樂音（3）噪音（1）單線譜（2）分立線譜（3）連續(xù)譜各種聲音頻譜p（聲壓）X(距離)p（聲壓）X(距離)p70二、頻程（頻帶）1.頻程（頻帶）定義

絕大多數(shù)聲音含多個(gè)頻率或是連續(xù)譜，無論從理論分析還是實(shí)際測(cè)量來講，把每個(gè)頻率的聲音的聲強(qiáng)都加以考查不方便，也不現(xiàn)實(shí)，為此，把連續(xù)頻率分成頻段，每一個(gè)頻段稱作頻程或頻帶。有了頻程或頻帶之后，不再考查每個(gè)頻率的聲強(qiáng)或聲級(jí)，而是把整個(gè)頻程內(nèi)所有頻率聲波的綜合聲強(qiáng)或聲級(jí)作為考查研究對(duì)象。

二、頻程（頻帶）1.頻程（頻帶）定義712.頻程劃分方法

a.等寬頻程：Δf=f上限－f下限=常量

用于聲音的窄帶精細(xì)分析，使用較少。b.倍頻程（倍頻帶）：二、頻程（頻帶）倍頻程分類：1/1倍頻程；1/2倍頻程；1/3倍頻程2.頻程劃分方法二、頻程（頻帶）倍頻程分類：1/1倍頻程；72二、頻程（頻帶）（續(xù)）3.

1/1倍頻程

1/1倍頻程簡(jiǎn)稱倍頻程，頻程劃分時(shí)上下限頻率比值為21/1。每個(gè)頻程（頻帶），用一個(gè)中心頻率來代表該頻程：注:通過1/1倍頻程劃分方法，將可聽頻率范圍（20～20000Hz）劃分為10個(gè)頻程（頻帶）。上下限與中心頻率關(guān)系：二、頻程（頻帶）（續(xù)）3.1/1倍頻程每個(gè)頻程（頻帶）73倍頻程劃分說明：

倍頻程的劃分方案除了確定頻程上下限頻率倍數(shù)關(guān)系外，還要確定第一步頻程下限頻率或者第一個(gè)頻程的中心頻率。而實(shí)際劃分倍頻程時(shí)，為了方便和便于記憶，一般是保證中心頻率為整數(shù)，如500，1000，2000Hz，在此基礎(chǔ)上反推各個(gè)頻程的上下限便可以了。倍頻程劃分說明：倍頻程的劃分方案除了確定頻741/1倍頻程劃分方案f下限(Hz)中心頻率f0(Hz)f上限(Hz)f下限(Hz)中心頻率f0(Hz)f上限(Hz)22.331.544.57071000141444.563891414200028288912517728284000565617725035456568000113123545007071131216000226241/1倍頻程劃分方案f下限中心頻率f0f上限f下限中心頻率75二、頻程（頻帶）（續(xù)）4.

1/2倍頻程

上下限頻率比為21/2：中心頻率：上下限與中心頻率關(guān)系：注：1/2倍頻程不是把一個(gè)1/1倍頻程分為兩個(gè)倍頻程而來的，因此，兩種倍頻程的上下限