建筑學研究生入學考試建筑物理聲學重點總結

1、聲波的傳播特性1、聲的繞射（衍射）1）現(xiàn)象：隔障礙物可聽到聲音2）定義：聲波在經(jīng)過障礙物時，其傳播方向要發(fā)生改 變，能繞過障礙物繼續(xù)前進的現(xiàn)象。 3）結論：障礙物尺度與聲波波長相比足夠大，該物體 對聲傳播才有影響，才能改變聲的傳播方 向。特點：聲波的頻率越小，波長越長繞射的現(xiàn)象越明顯。舉例：在建筑中由于聲音的繞射造成的危害問題：遮擋光線容易還是遮擋聲音容易？2、聲的反射1）現(xiàn)象：在較大的障礙物前（如墻等）或封閉空間中，聽見的聲音較曠野里大，甚至聲源關閉后，聲音較長時間才消失。2）定義：聲波傳到兩個介質分界面時，部分聲波從界面返回原介質的現(xiàn)象。3)反射條件： 障礙物反射板的尺度充分大（大于波長）

2、。4）反射定律 a 反射線、入射線、 法線在同一平面。 b 反射線、入射線 在法線的兩側 c 反射角=入射角5）典型反射面的應用平面鏡象反射凹面形成聲聚焦凸面聲擴散（尺度應與入比較）3、聲的透射1）現(xiàn)象： 隔墻可以聽到聲音2）定義： 聲傳播過程中，部分聲能被反射、部分被吸收、部分透過障礙物繼續(xù)傳播4、吸聲概念1）聲傳播的能量分配 Eo=Er+Ea+Et 能量守恒2）反射系數(shù) r= Er/Eo 透射系數(shù) t= Et/Eo3）吸聲系數(shù) a= 1- r概念：從入射聲能所在空間考慮，除反射聲以外，均不會引起該空間聲場的變化，故認為除去反射聲的聲能以外，均視為被圍護結構所“吸聲”。定義： a=（ Eo

3、- Er ）/ Eo= （ Ea + Er ）/ Eo聲的計量一、絕對計量1、聲功率W：聲源單位時間內向外輻射的聲能 （W， mW）聲功率不等于電功率。 40萬人同時大聲講話40W燈泡功率2、聲能密度D：1）定義： 聲場中單位體積的聲能量。 符號：D 單位： J/m32）特點：標量。3）運算： 3、聲強I： 1）定義：單位時間通過垂直于聲傳播方向單位 面積的聲能量。 2）特點：矢量。符號：I 單位：W/m2 3）運算： 聲強描述了聲能在空間的分布。 點聲源、自由聲場：I=W/（4pr 2 ）4、聲壓 1）定義： 聲波存在時介質壓強與無聲波時壓強間的差值。聲波通過時，空氣中即為大氣壓強的逾量值

4、符號： 單位：帕斯卡 2）特點：標量。3）分類（測量）瞬時、峰值、有效值4）量間關系：二、聲壓級與聲強級A、級的引入：1）聲壓變化數(shù)值范圍大2)人耳對聲的感覺特性 人對聲的感覺量近似與聲壓值的對數(shù)成正比。聲強的變化范圍大約: 1萬億倍聲壓的變化范圍大約: 1百萬倍 用聲強、聲壓 計量很不方便 人耳的感覺變化與聲強和聲壓不成正比例， 而是近似地與他們的對數(shù)值成正比。由此引入了“級”的概念。級：主觀與客觀的結合。B、聲壓級定義： = 20 lg P/P0 dB 基準聲壓 P0 =2105Pa（可聽閾）特點 表達簡便 可聽閾 0dB 1m處正常交流 70dB 疼痛閾 120dB二、 聲音頻譜特性1、

5、問題的提出1）音質設計中要控制廳堂對不同頻率的反應。2）噪聲控制中需分析其聲級的部分相應頻率以便有針對地進行處理。2、純音與復合聲 純音：單一頻率的聲音，又稱單頻聲 復合聲：若干純音的組合。3、頻譜的表示1）定義：組成復合聲的所有頻率或頻帶聲壓級表示為頻率的函數(shù)分布圖形或列表。2）種類：線狀譜：若干純音組成（樂音） 連續(xù)譜：由所有頻率的聲音組成。3）樂音組成： 基頻：復合聲中最低的頻率，又稱主頻 分音：復合聲中除基頻以外的其他純音 諧音：頻率為基頻整數(shù)倍的分音。4、頻譜的表示線譜表示：用每一個分音的頻率和與之對應的聲壓級表示連續(xù)譜表示：用每一倍頻程和與之對應的聲壓級表示 1倍頻程：兩頻率之比為

6、2：1的頻帶。 fu / fl =2， fn / fx = 2n ， fc = (fu . Fl)1/2 , n = log 2 ( fn / fx) fc為中心頻率，常用它代表該倍頻帶 。 1/3倍頻程：n=1/3時： 稱兩頻率相距1個1/3倍頻程 n=K1/3稱為K個1/3倍頻程 顯然31/3=1，則3個1/3倍頻程=1個倍頻程 的距離。2）倍頻程意義 倍頻程，1/3倍頻程均僅表示頻率劃分時兩個頻率之間的距離。顯然1/3倍頻程較倍頻程細。3)倍頻帶，1/3倍頻帶 1倍頻程或1/3倍頻程所包含的所有頻率帶 當f上，f下滿足1倍頻程時為1倍頻帶 當f上，f下滿足1/3倍頻程時為1/3倍頻帶 其

7、中心頻率f中2=f上f下三、 聲源指向特性1、定義： 聲源輻射聲能是空間方位的函數(shù)，此屬性稱為指向性。 2、特點：當聲源尺寸L和聲波波長之間的關系為：1、L入時：無方向性，聲源可看作點聲源， 球面波。2、L 入時：有方向性，聲源已不是點聲源。 L比入大得越多，指向性越強。 頻率越高、波長越短，方向性越強； 頻率越低方向性越差。二、響度級與響度主觀計量1、聲音既是一個客觀物理量又是一個主觀量。 頻率相同，強度（聲壓級）不同響度不同 強度（聲壓級）相同，頻率不同響度不同例：Lp = 40 dB f：1000Hz 響 100Hz2、定義響度級A、 選定標準聲音： 1000Hz（純音）Lp=50dBB

8、、f1(2000Hz)（待測）48 f2(100Hz) (待測）59 他們的響度級都是： 50方定義：某頻率聲音的響度級等于根據(jù)聽力正常的聽音的聽音判斷為等響的1KHz純音的聲壓級。 單位： 方 1KHz的聲壓級為響度級3、等響曲線1）現(xiàn)象：人耳對不同頻率的聲音，同頻率聲壓級強 度不同的聲音均有不同的感覺。這說明 “耳”的主觀性極大。 測定： a 對象 1825歲大量聽力正常的青年 b 環(huán)境 聲學消聲室 c 方法 聽音者對聲源，用兩耳同時聽，比較試聽聲音 與1KHz的對照聲，調節(jié)試聽聲與1KHZ的對照聲，調節(jié)試聽聲使二者“等響”。然后測量聽者不在時，其耳朵所在位 置2種聲音的聲壓級，取得一個等

9、響點。3、 總聲級1）、復合聲評價a 對各種復合聲應有反映“人”主觀感覺響度的大 小，量度方法。b 由等響曲線知不同頻率的純音對人耳刺激量的 貢獻不同，而且在高聲級與低聲級時有差異。 高聲壓級時不同f對響度的貢獻相近 低聲壓級時不同f對響度的貢獻差異大 因此 既要考慮聲壓級大小，也要考慮f。2）總聲級復合聲所有頻率的聲音的總響度級 計量（每個頻率的聲音響度級按一定的規(guī)律相加） 聲級計響度級計量儀器（1）、線性聲級（線性網(wǎng)絡或總聲壓級）：對任何頻率的聲音均無衰減，是各個頻率聲壓級的迭加總和，基本上是一客觀的物理量。（2）、 A聲級（A計權網(wǎng)絡）：在各個頻率的聲 壓級進行迭加時對500Hz以下的聲音作了 較大衰減后進行迭 加，衰減比例參考了40 方的等響曲線（倒立形狀），這符合人耳的聽覺特性，與人耳所感覺的響度相近似，對人有影響的噪音測量用A