第二章:环境声学的基本概念 2.1声波的产生及描述方法 2.1.1声波的产生 1.声源:声音是由物体的振动而产生的,因此凡能产生声音的振动物体统称为声源。从物体的形态来分, 声源可分为固体、气体、液体声源等 2声波的形成:当声源振动时,就会引起声源周围弹性媒质一一空气分子的振动。这些振动的分子又使 其周围的空气分子产生振动。在弹性媒质中,物体的机械振动由近及远的传播过程叫声波。声波可以在 空气、液体、固体中传播,但在噪声控制中主要涉及在空气中的传播。我们在此要注意:声波在空气中 的传播,空气质点本身并不曾随声波一起传播,只是在它的平衡位置来回振动。故声音的传播,实质是 振动的传播,传播出去的是物质的能量,而非物质本身。(画图说明) 3.产生声音感觉的条件:(1)具有一定声能的振动(2)有传播声波的媒质(气体、固体、液体)(3)产 生振动的频率必须在20-20000z内 2.1.2描述的物理量 声音是一种波动,因此它就必然具有波的所有性质,可以用通常描述波动的物理量进行描述,通 常用频率、波长、相位、声速和声压来描述 声压:当声波在空气中传播时,会形成弹性媒质(空气)的疏密相间的状态,当媒质密集时,这部 分的空气压强P会比平衡状态下的静态压强Po大,当媒质稀疏时,这部分的空气压强P会比平衡状态下 的静态压强P小,即在声波的传播过程中,空气压强随着声波作周期性变化。因此可以用声扰动在空气 中所产生的逾量压强p来表述声波的状态:p=P一Po,这个逾量压强p称为该点的瞬时声压,单位是帕 斯卡(Pa)。区分有效声压 2.相位:是指任一时刻t的质点振动状态,包括运动方向、振动位移、压强变化等,它描述质点运动状 态。对于简谐振动,沿x正方向传播的平面声波一般用ot-kx+φ来表示,其中o=2rf为角频率,t为 时间,k=ω/c称为波数,φ为初相位在实际使用中适当选取时间的起始值或适当选取ⅹ轴的坐标原点 使其等于0。 3.波长:在同一时刻,从某一个最稠密(或最稀疏)的地点到相邻的另一个最稠密(或最稀疏)的地点 之间的距离称为声波的波长,记为λ,单位为米。 4周期、频率:振动重复1次的最短时间间隔称为周期,记为T,单位为秒,周期的倒数,即单位时间 内的振动次数,称为频率 5声速:媒质质点在声源激发下产生的振动状态在媒质中自由传播的速度为声速,记为c,在一定的媒质 中,声速与媒质的温度有关,在空气中声速与空气温度的关系是c=3314+0.6lt(m/s),t为空气媒质的温度 我们在实际应用中可以取15℃空气声速即340m/s,就能满足一般工程精度要求。 22声波类型和声场类型 22.1波动方程及其几个概念 在声学中,一般用声压p来描述声波,在均匀的理想流体媒质中的用小振幅声波波动方程描述声11 第二章：环境声学的基本概念 2.1 声波的产生及描述方法 2.1.1 声波的产生 1.声源：声音是由物体的振动而产生的，因此凡能产生声音的振动物体统称为声源。从物体的形态来分， 声源可分为固体、气体、液体声源等。 2.声波的形成：当声源振动时，就会引起声源周围弹性媒质――空气分子的振动。这些振动的分子又使 其周围的空气分子产生振动。在弹性媒质中，物体的机械振动由近及远的传播过程叫声波。声波可以在 空气、液体、固体中传播，但在噪声控制中主要涉及在空气中的传播。我们在此要注意：声波在空气中 的传播，空气质点本身并不曾随声波一起传播，只是在它的平衡位置来回振动。故声音的传播，实质是 振动的传播，传播出去的是物质的能量，而非物质本身。（画图说明） 3.产生声音感觉的条件：（1）具有一定声能的振动（2）有传播声波的媒质（气体、固体、液体）（3）产 生振动的频率必须在 20-20000Hz 内。 2.1.2 描述的物理量 声音是一种波动，因此它就必然具有波的所有性质，可以用通常描述波动的物理量进行描述，通 常用频率、波长、相位、声速和声压来描述。 1. 声压：当声波在空气中传播时，会形成弹性媒质（空气）的疏密相间的状态，当媒质密集时，这部 分的空气压强 P 会比平衡状态下的静态压强 P0 大，当媒质稀疏时，这部分的空气压强 P 会比平衡状态下 的静态压强 P0 小，即在声波的传播过程中，空气压强随着声波作周期性变化。因此可以用声扰动在空气 中所产生的逾量压强 p 来表述声波的状态：p=P－P0，这个逾量压强 p 称为该点的瞬时声压，单位是帕 斯卡（Pa）。区分有效声压 2.相位：是指任一时刻 t 的质点振动状态，包括运动方向、振动位移、压强变化等，它描述质点运动状 态。对于简谐振动，沿 x 正方向传播的平面声波一般用 ωt－kχ+φ 来表示，其中 ω＝2лf 为角频率，t 为 时间，k=ω/c 称为波数，φ 为初相位在实际使用中适当选取时间的起始值或适当选取 x 轴的坐标原点， 使其等于 0。 3.波长：在同一时刻，从某一个最稠密（或最稀疏）的地点到相邻的另一个最稠密（或最稀疏）的地点 之间的距离称为声波的波长，记为 λ，单位为米。 4.周期、频率：振动重复 1 次的最短时间间隔称为周期，记为 T，单位为秒，周期的倒数，即单位时间 内的振动次数，称为频率。 5.声速：媒质质点在声源激发下产生的振动状态在媒质中自由传播的速度为声速，记为 c，在一定的媒质 中，声速与媒质的温度有关，在空气中声速与空气温度的关系是 c=331.4+0.61t(m/s),t 为空气媒质的温度， 我们在实际应用中可以取 15℃空气声速即 340m/s，就能满足一般工程精度要求。 2.2 声波类型和声场类型 2.2.1 波动方程及其几个概念 在声学中，一般用声压 p 来描述声波，在均匀的理想流体媒质中的用小振幅声波波动方程描述声