反射系數(shù)和透射系數(shù)課件

環(huán)境噪聲控制工程環(huán)境噪聲控制工程1內(nèi)容組成緒論聲學的基礎知識噪聲測量技術(shù)環(huán)境噪聲影響評價噪聲控制技術(shù)噪聲控制技術(shù)應用內(nèi)容組成緒論2Chapter2聲學基礎知識

聲音的產(chǎn)生和傳播聲波的描述聲波的傳播特性聲源的輻射特性Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播3一、聲音的產(chǎn)生和傳播聲波：依靠介質(zhì)質(zhì)點的震動向外傳播。（聲能向前推進著的空氣振動）聲音傳播的實質(zhì)：

是指物體振動形式的傳播（聲振動的傳播）。聲場：有聲波傳播的空間叫聲場。聲學基礎知識一、聲音的產(chǎn)生和傳播聲波：依靠介質(zhì)質(zhì)點的震動向外傳播。聲學基4Chapter2聲學基礎知識

聲音的產(chǎn)生和傳播聲波的描述聲波的傳播特性聲源的輻射特性Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播5二、聲波的描述

描述聲波的基本物理量周期、頻率、波長、聲速聲音的物理量度聲波的類型聲學基礎知識二、聲波的描述描述聲波的基本物理量聲學基礎知識6

描述聲波的基本物理量周期（T)質(zhì)點振動每往復一次所需要的時間，單位為秒（s）聲波頻率(f)一秒鐘內(nèi)媒質(zhì)質(zhì)點振動的次數(shù)，單位為赫茲(Hz)頻率范圍(Hz)<2020-20000>20000聲音定義次聲<500500-2000>2000超聲低頻聲中頻聲高頻聲音頻聲二、聲波的描述描述聲波的基本物理量周期（T)頻率范圍(Hz)<2020-7

描述聲波的基本物理量波長(m)

聲波兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離叫做波長，或者說聲源每振動一次，聲波的傳播距離。二、聲波的描述描述聲波的基本物理量波長(m)二、聲波的描述8

描述聲波的基本物理量聲速：振動在媒質(zhì)中傳播的速度。

媒質(zhì)特性的函數(shù)，取決于該媒質(zhì)的彈性和密度。聲速會隨環(huán)境的溫度有一些變化。二、聲波的描述描述聲波的基本物理量聲速：振動在媒質(zhì)中傳播的速度。媒質(zhì)特9

描述聲波的基本物理量媒質(zhì)名稱空氣水混凝土玻璃鐵鉛軟木硬木聲速3441372304836535182121933534267表21.1℃時聲速近似值（m/s）二、聲波的描述描述聲波的基本物理量媒質(zhì)空氣水混凝土玻璃鐵鉛軟木硬木聲速310二、聲波的描述

描述聲波的基本物理量周期、頻率、波長、聲速聲音的物理量度聲壓與聲壓級、聲強與聲強級、聲功率與聲功率級、聲能密度、頻譜和頻程聲波的類型聲學基礎知識二、聲波的描述描述聲波的基本物理量聲學基礎知識11⑴聲壓靜態(tài)壓強1、聲壓和聲壓級二、聲波的描述⑴聲壓靜態(tài)壓強1、聲壓和聲壓級二、聲波的描述121、聲壓和聲壓級

a、瞬時聲壓：某一瞬間的聲壓。b、有效聲壓（pe）：在一定時間間隔中將瞬時聲壓對時間求方均根值即得有效聲壓。⑴聲壓二、聲波的描述1、聲壓和聲壓級a、瞬時聲壓：某一瞬間的聲壓。⑴聲壓二13

1、聲壓和聲壓級聲音種類聲壓聲音種類聲壓正常人耳能聽到最弱聲2X10-5織布車間2普通說話聲（1m遠處）2X10-2柴油發(fā)動機、球磨機20公共汽車內(nèi)0.2噴氣飛機起飛200日常生活中聲音的聲壓數(shù)據(jù)(Pa)二、聲波的描述1、聲壓和聲壓級聲音種類聲壓聲音種類聲壓正常人耳能聽到最弱14

⑵聲壓級該聲音的聲壓與參考聲壓的比值取以10為底的對數(shù)再乘20。

1、聲壓和聲壓級聲壓級單位：分貝。

二、聲波的描述⑵聲壓級1、聲壓和聲壓級聲壓級單位：分貝。二、聲波的描152、聲強和聲強級(1)聲強在聲傳播方向上單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的聲能量。單位是瓦每平方米。二、聲波的描述2、聲強和聲強級(1)聲強二、聲波的描述16(2)聲強級該聲音的聲強與參考聲強的比值取以10為底的對數(shù)再乘10。2、聲強和聲強級聲強級單位：分貝。二、聲波的描述(2)聲強級2、聲強和聲強級聲強級單位：分貝。二、聲波的描述17聲壓級和聲強級的關系：--媒質(zhì)特性阻抗二、聲波的描述聲壓級和聲強級的關系：--媒質(zhì)特性阻抗二、聲波的描述183、聲功率和聲功率級(1)聲功率

聲源在單位時間內(nèi)輻射的總能量，單位是瓦。意義：衡量聲源聲能量輸出大小的基本物理量；聲功率可用于鑒定各種聲源。二、聲波的描述3、聲功率和聲功率級(1)聲功率二、聲波的描述19聲功率與聲強的關系球面輻射時：波陣面面積二、聲波的描述聲功率與聲強的關系球面輻射時：波陣面面積二、聲波的描述20(2)聲功率級聲功率級單位：分貝。3、聲功率和聲功率級二、聲波的描述(2)聲功率級聲功率級單位：分貝。3、聲功率和聲功率級二、21聲功率級聲壓級(聲強級)的關系：二、聲波的描述聲功率級聲壓級(聲強級)的關系：二、聲波的描述22[例1]聲壓級Lp增加20dB，求聲壓的變化量。[例2]當聲壓為原來聲壓的（a）加倍；（b）減半（c）十倍；（d）十分之一時，分別求聲壓級變化。[例3]聲壓增加20%，求聲壓級Lp的變化量。二、聲波的描述[例1]二、聲波的描述23[例4]測得離點聲源較遠的5米處的聲壓級為75分貝，求該聲源的聲功率W。[例5]已知大功率小型鼓風機的聲功率為140分貝，設測點離鼓風機距離遠大于聲波波長，鼓風機可視為點聲源，求離鼓風機分別為5米、10米和100米遠處的聲壓級。二、聲波的描述[例4]二、聲波的描述244、聲能密度定義：聲場中單位體積媒質(zhì)所含有的聲能量。對于在自由空間內(nèi)傳播的平面聲波而言：二、聲波的描述4、聲能密度定義：二、聲波的描述255、頻程和頻譜(1)頻譜圖以頻率為橫軸，以聲壓為縱軸，繪出的圖。二、聲波的描述5、頻程和頻譜(1)頻譜圖二、聲波的描述26常見噪聲的頻譜圖二、聲波的描述常見噪聲的頻譜圖二、聲波的描述275、頻程和頻譜(2)頻程為方便起見，通常將寬廣的音頻變化范圍劃分為若干個較小的頻段，稱為頻段或頻程。二、聲波的描述5、頻程和頻譜(2)頻程二、聲波的描述28二、聲波的描述

描述聲波的基本物理量聲音的物理量度聲波的類型聲學基礎知識二、聲波的描述描述聲波的基本物理量聲學基礎知識29

聲波的類型波陣面:是指空間同一時刻相位相同的各點的軌跡曲線。根據(jù)波振面的形狀可將聲波分為不同的類型。聲線：常稱為聲射線，就是子聲源發(fā)出的代表能量傳播方向的直線。(在各向同性的媒質(zhì)中，聲線就是代表波的傳播方向且處處與波陣面垂直的直線。)聲學基礎知識聲波的類型波陣面:是指空間同一時刻相位相同的各點的聲學基礎30二、聲波的描述聲波的類型類型波陣面聲線聲源類型平面聲波垂直于傳播方向的平面相互平行的直線平面聲源球面聲波以任何值為半徑的球面由聲源發(fā)出的半徑線點聲源柱面聲波同軸圓柱面線聲源發(fā)出的半徑線線聲源聲學基礎知識二、聲波的描述聲波的類型類型波陣面聲線聲源類型31反射系數(shù)和透射系數(shù)課件32反射系數(shù)和透射系數(shù)課件33Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播聲波的描述聲波的傳播特性聲源的輻射特性Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播34三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減聲學基礎知識三、聲波的傳播特性聲場聲學基礎知識35聲場的概念聲場是指傳播聲波的空間。按聲場的性質(zhì)可以將聲場分為：自由聲場擴散聲場半自由聲場

1、聲場（SoundField）三、聲波的傳播特性聲場的概念1、聲場（SoundField）三、聲波的傳播特36自由聲場:可以忽略邊界影響，由各向同性的均勻介質(zhì)形成的聲場。1、聲場（SoundField）三、聲波的傳播特性自由聲場:1、聲場（SoundField）三、聲波的傳播特37自由聲場（FreeSoundField）消聲室自由聲場（FreeSoundField）消聲室381、聲場（SoundField）擴散聲場（混響聲場）：如果室內(nèi)各處的聲壓級幾乎相等，聲能密度也處處相等，那么這樣的聲場就叫做擴散聲場半自由聲場(半擴散聲場):三、聲波的傳播特性1、聲場（SoundField）擴散聲場（混響聲場）：三、39三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減三、聲波的傳播特性聲場402、聲波的反射、透射、折射piptpr法線三、聲波的傳播特性2、聲波的反射、透射、折射piptpr法線三、聲波的傳播特性41★

聲波的反射定律與折射定律入射聲波、反射聲波與折射聲波的傳播方向應該滿足Snell定律：a.反射定律：b.折射定律：三、聲波的傳播特性★聲波的反射定律與折射定律入射聲波、反射聲波與折射聲波的傳42★聲波的反射定律與折射定律與折射定律有關的討論由折射定律可知：聲波的折射是由聲速決定的。三、聲波的傳播特性★聲波的反射定律與折射定律與折射定律有關的討論三、聲波的傳播43思考題

1、為什么聲音在晚上要比晴朗的白天傳播的遠一點？三、聲波的傳播特性思考題

1、為什么聲音在晚上要比晴朗的白天傳播的遠一點？44思考題2.為什么逆風傳播的聲音難以聽清？三、聲波的傳播特性思考題2.為什么逆風傳播的聲音難以聽清？三、聲波的傳播特性45★反射系數(shù)和透射系數(shù)a、聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù)聲壓的反射系數(shù)的定義為反射聲壓與入射聲壓的比值。聲壓的透射系數(shù)為透射聲壓與入射聲壓的比值。三、聲波的傳播特性★反射系數(shù)和透射系數(shù)a、聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù)三、聲波的46a.聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù)在邊界上，兩面的聲壓與法向的質(zhì)點速度應該連續(xù)，即：★反射系數(shù)和透射系數(shù)三、聲波的傳播特性聲阻抗率a.聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù)在邊界上，兩面的聲壓與法向的質(zhì)點47b.聲強的反射系數(shù)和透射系數(shù)：★反射系數(shù)和透射系數(shù)三、聲波的傳播特性b.聲強的反射系數(shù)和透射系數(shù)：★反射系數(shù)和透射系數(shù)三、聲波48★當聲波垂直入射時的反射系數(shù)和透射系數(shù)聲強的反射系數(shù)和透射系數(shù)可以表示為：三、聲波的傳播特性★當聲波垂直入射時的反射系數(shù)和透射系數(shù)聲強的反射系數(shù)和透射49★吸聲系數(shù)定義：我們將入射聲波在界面上失去的聲能（包括透射到媒質(zhì)2中去的聲能）與入射聲能之比。rp的數(shù)值與入射方向有關，因此α也與入射的方向有關。三、聲波的傳播特性★吸聲系數(shù)定義：rp的數(shù)值與入射方向有關，因此α也與入50三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減三、聲波的傳播特性聲場513、聲波的散射與衍射聲波的散射在聲波傳播過程中，遇到的障礙物表面較粗糙或者障礙物的大小與波長差不多，則當聲波入射時，就產(chǎn)生各個方向的反射現(xiàn)象。聲波的散射既與障礙物的形狀有關，又與入射聲波的頻率有關。三、聲波的傳播特性3、聲波的散射與衍射聲波的散射三、聲波的傳播特性523、聲波的散射與衍射聲波的衍射：在聲波傳播過程中，遇到的障礙物或孔洞時，如果聲波的波長比障礙物尺寸大得多，聲波會繞過障礙物而使傳播方向改變的現(xiàn)象。三、聲波的傳播特性3、聲波的散射與衍射聲波的衍射：三、聲波的傳播特性53三、聲波的傳播特性聲波的衍射三、聲波的傳播特性聲波的衍射54三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減三、聲波的傳播特性聲場55聲波的干涉現(xiàn)象:兩列聲波的頻率、振動方向、相位（具有恒定相位差的）相同聲波，合成聲仍是同一頻率的振動，在空間某一些位置的振動始終加強，在另一些位置的振動始終減弱現(xiàn)象。相干波：能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的聲波。相干聲源：產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的聲源。不相干波多個聲源在同一聲場中，頻率或相位不相同，若在離聲源相同距離處某一點上產(chǎn)生的振動，時而加強，時而減弱，其效果與他們沒有相互發(fā)生作用是一樣。4、聲波的疊加聲波的干涉現(xiàn)象:4、聲波的疊加56能量的疊加聲壓的疊加**級的運算

當n個聲源互不干涉時：能量的疊加**級的運算

當n個聲源互不干涉時：57**級的運算

1、級的疊加（公式法）

當n個聲源互不干涉時：當n=2時，**級的運算1、級的疊加（公式法）當n=2時，581、級的疊加（公式法）**級的運算1、級的疊加（公式法）**級的運算591、級的疊加（公式法）當n個聲源時表示為聲壓級**級的運算1、級的疊加（公式法）當n個聲源時表示為聲壓級**級的運算60[例6]

測量某機器發(fā)出的噪聲，各頻帶的聲壓級數(shù)據(jù)如表中所列，測量時采取包絡面測量方法，包絡面面積為，求聲源的總聲功率級。頻帶中心頻率(HZ)631252505001K2K4K8K測量聲壓級(dB)

83.288.685.585.081.978.073.072.4

**級的運算[例6]**級的運算611、級的疊加（查表、圖法）

**級的運算1、級的疊加（查表、圖法）**級的運算621、級的疊加（查表、圖法）

**級的運算1、級的疊加（查表、圖法）**級的運算63△Lp△Lp64**級的運算1、級的疊加公式法查表、圖法**級的運算1、級的疊加65

求出總聲壓的有效值當n個聲源發(fā)生干涉(相干波）時：先求出瞬時聲壓求出總聲壓級**級的運算求出總聲壓的有效值當n個聲源發(fā)生干涉(相干波）時：求出總662、級的相減儀器測的噪聲聲源真實噪聲背景噪聲**級的運算2、級的相減儀器測聲源真實噪聲背景噪聲**級的運算672、級的相減**級的運算2、級的相減**級的運算682、級的相減

2、級的相減69[例7]

在廠房內(nèi)測得某機器的聲壓級為94分貝，廠房內(nèi)背景噪聲聲壓級是88分貝，求這一機器的實際聲壓級。**級的運算[例7]**級的運算70三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減聲學基礎知識三、聲波的傳播特性聲場聲學基礎知識715、聲波在傳播中的衰減擴散引起的衰減（Ad）空氣吸收引起的附加衰減（Aa）地面吸收的附加衰減（Ag）聲屏障衰減（Ab）氣象條件的影響（Am）三、聲波的傳播特性5、聲波在傳播中的衰減擴散引起的衰減（Ad）三、聲波的傳播特72⑴擴散引起的衰減擴散衰減的定義：由于波陣面的擴展而引起的聲強隨距離而減弱的現(xiàn)象。從S1處傳播到S2處時的發(fā)散衰減可表示為：三、聲波的傳播特性⑴擴散引起的衰減擴散衰減的定義：從S1處傳播到S2處時的73★

平面聲源的擴散衰減當平面聲源輻射平面波時：因此從S1處傳播到S2處時的發(fā)散衰減：三、聲波的傳播特性★平面聲源的擴散衰減當平面聲源輻射平面波時：因此從S174

★點聲源的擴散衰減點聲源輻射的一般為球面波，波陣面面積為：

因此從r1處傳播到r2處時的發(fā)散衰減：三、聲波的傳播特性★點聲源的擴散衰減點聲源輻射的一般為球面波，波陣面面積為75★線聲源的擴散衰減r0≤L/π，線聲源視為無限長線聲源：r0>L/π，線聲源視為點聲源。LAr0三、聲波的傳播特性★線聲源的擴散衰減r0≤L/π，線聲源視為無限長線聲源：L76★

矩形面聲源的擴散衰減r0≤a/π，聲源輻射平面聲波，聲壓不衰減。a/π≤r0<b/π,面聲源視為無限長線聲源來計算。r0>b/π，面聲源視為點聲源。abAr0a<b三、聲波的傳播特性★矩形面聲源的擴散衰減r0≤a/π，聲源輻射平面聲波，聲77⑵空氣吸收引起的附加衰減Aa空氣吸收(經(jīng)典吸收)：

因空氣的粘滯性和熱傳導，在壓縮和膨脹過程中，使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而損耗。弛豫吸收：

是指空氣分子轉(zhuǎn)動或振動時存在固有頻率，當聲波的頻率接近這些頻率時要發(fā)生能量交換，使聲能耗散。能量交換的過程都有滯后現(xiàn)象。三、聲波的傳播特性⑵空氣吸收引起的附加衰減Aa空氣吸收(經(jīng)典吸收)：三、聲78[例8]點聲源在空氣相對濕度20%、氣溫20℃下輻射噪聲，已知：距聲源20m處的500Hz和4000Hz的聲壓級均為100dB，問120m、800m處兩頻率的聲壓級各位多少？三、聲波的傳播特性聲壓衰減常數(shù)dB/m[例8]點聲源在空氣相對濕度20%、氣溫20℃下輻射噪聲，已79⑶地面吸收的附加衰減Ag①當?shù)孛媸欠莿傂员砻鏁r：地面吸收將會對聲傳播產(chǎn)生附加衰減，但短距離（30-50m）其衰減可以忽略，而在70m以上應予以考慮。②聲波在厚的草地上面或穿過灌木叢傳播時:在頻率為1000Hz時的附加衰減較大，可高達25dB/100m。附加衰減量的近似計算公式為：三、聲波的傳播特性聲波的頻率，Hz傳播距離，m⑶地面吸收的附加衰減Ag①當?shù)孛媸欠莿傂员砻鏁r：三、聲波80

⑶地面吸收的附加衰減Ag③聲波穿過樹木或者森林時，不同樹林的衰減相差很大，在1000赫茲時：濃密的常綠樹樹冠23dB／100m地面上稀疏的樹干3dB／100m各種樹林平均的附加衰減大致為：三、聲波的傳播特性⑶地面吸收的附加衰減Ag③聲波穿過樹木或者森林時，不同81⑷聲屏障衰減Ab當聲源與接收點之間存在密實材料形成的障礙物時會產(chǎn)生顯著的附加衰減，這樣的障礙物稱為聲屏障。三、聲波的傳播特性⑷聲屏障衰減Ab當聲源與接收點之間存在密實材料形成的障礙物82

⑷聲屏障衰減Ab聲波遇到屏障時會產(chǎn)生反射、透射和衍射三種傳播現(xiàn)象。屏障的作用：

﹡阻擋直達聲的傳播

﹡隔絕透射聲

﹡并使衍射聲有足夠的衰減聲屏障的附加衰減與聲源及接收點相對屏障的位置、聲屏障的高度及結(jié)構(gòu)以及聲波的頻率密切相關。三、聲波的傳播特性⑷聲屏障衰減Ab聲波遇到屏障時會產(chǎn)生反射、透射和衍射三種83⑸氣象條件的影響Am雨、雪、露等對聲波的散射會引起聲能的衰減。但這種因素引起的衰減量很小，大約每1000m衰減不到0.5dB，因此可以忽略不計。風和溫度梯度對聲波傳播的影響很大。三、聲波的傳播特性⑸氣象條件的影響Am雨、雪、露等對聲波的散射會引起聲能的衰84Chapter2聲學基礎知識

聲音的產(chǎn)生和傳播聲波的描述聲波的傳播特性聲源的輻射特性Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播85四、聲源的輻射特性聲源的指向性：聲壓分布隨方向分布的不均勻性（噪聲源輻射強度分布情況）。指向性因數(shù)：所有方向上的平均聲強

將某一方向上得聲強四、聲源的輻射特性聲源的指向性：86四、聲源的輻射特性自由聲場中在某一方向θ上的聲壓級公式DI是指向性指數(shù)（因子）四、聲源的輻射特性自由聲場中在某一方向θ上的聲壓級公式DI是87四、聲源的輻射特性自由聲場中在某一方向θ上的聲壓級公式四、聲源的輻射特性自由聲場中在某一方向θ上的聲壓級公式88四、聲源的輻射特性聲源的指向性與聲源的尺寸有關。聲源的尺寸大小與波長之比愈大，指向性就愈強。聲源的指向性與頻率相關。頻率愈高指向性愈強。四、聲源的輻射特性聲源的指向性與聲源的尺寸有關。89幾種典型聲源的輻射特性聲源類型輻射特性聲壓空間分布輻射效率點聲源無指向性均勻高線聲源有一定的指向性聲偶極子有很強的方向性不均勻低平面聲源復雜的指向性分布幾種典型聲源的輻射特性聲源類型輻射特性聲壓空間分布輻射90反射系數(shù)和透射系數(shù)課件91環(huán)境噪聲控制工程環(huán)境噪聲控制工程92內(nèi)容組成緒論聲學的基礎知識噪聲測量技術(shù)環(huán)境噪聲影響評價噪聲控制技術(shù)噪聲控制技術(shù)應用內(nèi)容組成緒論93Chapter2聲學基礎知識

聲音的產(chǎn)生和傳播聲波的描述聲波的傳播特性聲源的輻射特性Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播94一、聲音的產(chǎn)生和傳播聲波：依靠介質(zhì)質(zhì)點的震動向外傳播。（聲能向前推進著的空氣振動）聲音傳播的實質(zhì)：

是指物體振動形式的傳播（聲振動的傳播）。聲場：有聲波傳播的空間叫聲場。聲學基礎知識一、聲音的產(chǎn)生和傳播聲波：依靠介質(zhì)質(zhì)點的震動向外傳播。聲學基95Chapter2聲學基礎知識

聲音的產(chǎn)生和傳播聲波的描述聲波的傳播特性聲源的輻射特性Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播96二、聲波的描述

描述聲波的基本物理量周期、頻率、波長、聲速聲音的物理量度聲波的類型聲學基礎知識二、聲波的描述描述聲波的基本物理量聲學基礎知識97

描述聲波的基本物理量周期（T)質(zhì)點振動每往復一次所需要的時間，單位為秒（s）聲波頻率(f)一秒鐘內(nèi)媒質(zhì)質(zhì)點振動的次數(shù)，單位為赫茲(Hz)頻率范圍(Hz)<2020-20000>20000聲音定義次聲<500500-2000>2000超聲低頻聲中頻聲高頻聲音頻聲二、聲波的描述描述聲波的基本物理量周期（T)頻率范圍(Hz)<2020-98

描述聲波的基本物理量波長(m)

聲波兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離叫做波長，或者說聲源每振動一次，聲波的傳播距離。二、聲波的描述描述聲波的基本物理量波長(m)二、聲波的描述99

描述聲波的基本物理量聲速：振動在媒質(zhì)中傳播的速度。

媒質(zhì)特性的函數(shù)，取決于該媒質(zhì)的彈性和密度。聲速會隨環(huán)境的溫度有一些變化。二、聲波的描述描述聲波的基本物理量聲速：振動在媒質(zhì)中傳播的速度。媒質(zhì)特100

描述聲波的基本物理量媒質(zhì)名稱空氣水混凝土玻璃鐵鉛軟木硬木聲速3441372304836535182121933534267表21.1℃時聲速近似值（m/s）二、聲波的描述描述聲波的基本物理量媒質(zhì)空氣水混凝土玻璃鐵鉛軟木硬木聲速3101二、聲波的描述

描述聲波的基本物理量周期、頻率、波長、聲速聲音的物理量度聲壓與聲壓級、聲強與聲強級、聲功率與聲功率級、聲能密度、頻譜和頻程聲波的類型聲學基礎知識二、聲波的描述描述聲波的基本物理量聲學基礎知識102⑴聲壓靜態(tài)壓強1、聲壓和聲壓級二、聲波的描述⑴聲壓靜態(tài)壓強1、聲壓和聲壓級二、聲波的描述1031、聲壓和聲壓級

a、瞬時聲壓：某一瞬間的聲壓。b、有效聲壓（pe）：在一定時間間隔中將瞬時聲壓對時間求方均根值即得有效聲壓。⑴聲壓二、聲波的描述1、聲壓和聲壓級a、瞬時聲壓：某一瞬間的聲壓。⑴聲壓二104

1、聲壓和聲壓級聲音種類聲壓聲音種類聲壓正常人耳能聽到最弱聲2X10-5織布車間2普通說話聲（1m遠處）2X10-2柴油發(fā)動機、球磨機20公共汽車內(nèi)0.2噴氣飛機起飛200日常生活中聲音的聲壓數(shù)據(jù)(Pa)二、聲波的描述1、聲壓和聲壓級聲音種類聲壓聲音種類聲壓正常人耳能聽到最弱105

⑵聲壓級該聲音的聲壓與參考聲壓的比值取以10為底的對數(shù)再乘20。

1、聲壓和聲壓級聲壓級單位：分貝。

二、聲波的描述⑵聲壓級1、聲壓和聲壓級聲壓級單位：分貝。二、聲波的描1062、聲強和聲強級(1)聲強在聲傳播方向上單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的聲能量。單位是瓦每平方米。二、聲波的描述2、聲強和聲強級(1)聲強二、聲波的描述107(2)聲強級該聲音的聲強與參考聲強的比值取以10為底的對數(shù)再乘10。2、聲強和聲強級聲強級單位：分貝。二、聲波的描述(2)聲強級2、聲強和聲強級聲強級單位：分貝。二、聲波的描述108聲壓級和聲強級的關系：--媒質(zhì)特性阻抗二、聲波的描述聲壓級和聲強級的關系：--媒質(zhì)特性阻抗二、聲波的描述1093、聲功率和聲功率級(1)聲功率

聲源在單位時間內(nèi)輻射的總能量，單位是瓦。意義：衡量聲源聲能量輸出大小的基本物理量；聲功率可用于鑒定各種聲源。二、聲波的描述3、聲功率和聲功率級(1)聲功率二、聲波的描述110聲功率與聲強的關系球面輻射時：波陣面面積二、聲波的描述聲功率與聲強的關系球面輻射時：波陣面面積二、聲波的描述111(2)聲功率級聲功率級單位：分貝。3、聲功率和聲功率級二、聲波的描述(2)聲功率級聲功率級單位：分貝。3、聲功率和聲功率級二、112聲功率級聲壓級(聲強級)的關系：二、聲波的描述聲功率級聲壓級(聲強級)的關系：二、聲波的描述113[例1]聲壓級Lp增加20dB，求聲壓的變化量。[例2]當聲壓為原來聲壓的（a）加倍；（b）減半（c）十倍；（d）十分之一時，分別求聲壓級變化。[例3]聲壓增加20%，求聲壓級Lp的變化量。二、聲波的描述[例1]二、聲波的描述114[例4]測得離點聲源較遠的5米處的聲壓級為75分貝，求該聲源的聲功率W。[例5]已知大功率小型鼓風機的聲功率為140分貝，設測點離鼓風機距離遠大于聲波波長，鼓風機可視為點聲源，求離鼓風機分別為5米、10米和100米遠處的聲壓級。二、聲波的描述[例4]二、聲波的描述1154、聲能密度定義：聲場中單位體積媒質(zhì)所含有的聲能量。對于在自由空間內(nèi)傳播的平面聲波而言：二、聲波的描述4、聲能密度定義：二、聲波的描述1165、頻程和頻譜(1)頻譜圖以頻率為橫軸，以聲壓為縱軸，繪出的圖。二、聲波的描述5、頻程和頻譜(1)頻譜圖二、聲波的描述117常見噪聲的頻譜圖二、聲波的描述常見噪聲的頻譜圖二、聲波的描述1185、頻程和頻譜(2)頻程為方便起見，通常將寬廣的音頻變化范圍劃分為若干個較小的頻段，稱為頻段或頻程。二、聲波的描述5、頻程和頻譜(2)頻程二、聲波的描述119二、聲波的描述

描述聲波的基本物理量聲音的物理量度聲波的類型聲學基礎知識二、聲波的描述描述聲波的基本物理量聲學基礎知識120

聲波的類型波陣面:是指空間同一時刻相位相同的各點的軌跡曲線。根據(jù)波振面的形狀可將聲波分為不同的類型。聲線：常稱為聲射線，就是子聲源發(fā)出的代表能量傳播方向的直線。(在各向同性的媒質(zhì)中，聲線就是代表波的傳播方向且處處與波陣面垂直的直線。)聲學基礎知識聲波的類型波陣面:是指空間同一時刻相位相同的各點的聲學基礎121二、聲波的描述聲波的類型類型波陣面聲線聲源類型平面聲波垂直于傳播方向的平面相互平行的直線平面聲源球面聲波以任何值為半徑的球面由聲源發(fā)出的半徑線點聲源柱面聲波同軸圓柱面線聲源發(fā)出的半徑線線聲源聲學基礎知識二、聲波的描述聲波的類型類型波陣面聲線聲源類型122反射系數(shù)和透射系數(shù)課件123反射系數(shù)和透射系數(shù)課件124Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播聲波的描述聲波的傳播特性聲源的輻射特性Chapter2聲學基礎知識聲音的產(chǎn)生和傳播125三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減聲學基礎知識三、聲波的傳播特性聲場聲學基礎知識126聲場的概念聲場是指傳播聲波的空間。按聲場的性質(zhì)可以將聲場分為：自由聲場擴散聲場半自由聲場

1、聲場（SoundField）三、聲波的傳播特性聲場的概念1、聲場（SoundField）三、聲波的傳播特127自由聲場:可以忽略邊界影響，由各向同性的均勻介質(zhì)形成的聲場。1、聲場（SoundField）三、聲波的傳播特性自由聲場:1、聲場（SoundField）三、聲波的傳播特128自由聲場（FreeSoundField）消聲室自由聲場（FreeSoundField）消聲室1291、聲場（SoundField）擴散聲場（混響聲場）：如果室內(nèi)各處的聲壓級幾乎相等，聲能密度也處處相等，那么這樣的聲場就叫做擴散聲場半自由聲場(半擴散聲場):三、聲波的傳播特性1、聲場（SoundField）擴散聲場（混響聲場）：三、130三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減三、聲波的傳播特性聲場1312、聲波的反射、透射、折射piptpr法線三、聲波的傳播特性2、聲波的反射、透射、折射piptpr法線三、聲波的傳播特性132★

聲波的反射定律與折射定律入射聲波、反射聲波與折射聲波的傳播方向應該滿足Snell定律：a.反射定律：b.折射定律：三、聲波的傳播特性★聲波的反射定律與折射定律入射聲波、反射聲波與折射聲波的傳133★聲波的反射定律與折射定律與折射定律有關的討論由折射定律可知：聲波的折射是由聲速決定的。三、聲波的傳播特性★聲波的反射定律與折射定律與折射定律有關的討論三、聲波的傳播134思考題

1、為什么聲音在晚上要比晴朗的白天傳播的遠一點？三、聲波的傳播特性思考題

1、為什么聲音在晚上要比晴朗的白天傳播的遠一點？135思考題2.為什么逆風傳播的聲音難以聽清？三、聲波的傳播特性思考題2.為什么逆風傳播的聲音難以聽清？三、聲波的傳播特性136★反射系數(shù)和透射系數(shù)a、聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù)聲壓的反射系數(shù)的定義為反射聲壓與入射聲壓的比值。聲壓的透射系數(shù)為透射聲壓與入射聲壓的比值。三、聲波的傳播特性★反射系數(shù)和透射系數(shù)a、聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù)三、聲波的137a.聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù)在邊界上，兩面的聲壓與法向的質(zhì)點速度應該連續(xù)，即：★反射系數(shù)和透射系數(shù)三、聲波的傳播特性聲阻抗率a.聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù)在邊界上，兩面的聲壓與法向的質(zhì)點138b.聲強的反射系數(shù)和透射系數(shù)：★反射系數(shù)和透射系數(shù)三、聲波的傳播特性b.聲強的反射系數(shù)和透射系數(shù)：★反射系數(shù)和透射系數(shù)三、聲波139★當聲波垂直入射時的反射系數(shù)和透射系數(shù)聲強的反射系數(shù)和透射系數(shù)可以表示為：三、聲波的傳播特性★當聲波垂直入射時的反射系數(shù)和透射系數(shù)聲強的反射系數(shù)和透射140★吸聲系數(shù)定義：我們將入射聲波在界面上失去的聲能（包括透射到媒質(zhì)2中去的聲能）與入射聲能之比。rp的數(shù)值與入射方向有關，因此α也與入射的方向有關。三、聲波的傳播特性★吸聲系數(shù)定義：rp的數(shù)值與入射方向有關，因此α也與入141三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減三、聲波的傳播特性聲場1423、聲波的散射與衍射聲波的散射在聲波傳播過程中，遇到的障礙物表面較粗糙或者障礙物的大小與波長差不多，則當聲波入射時，就產(chǎn)生各個方向的反射現(xiàn)象。聲波的散射既與障礙物的形狀有關，又與入射聲波的頻率有關。三、聲波的傳播特性3、聲波的散射與衍射聲波的散射三、聲波的傳播特性1433、聲波的散射與衍射聲波的衍射：在聲波傳播過程中，遇到的障礙物或孔洞時，如果聲波的波長比障礙物尺寸大得多，聲波會繞過障礙物而使傳播方向改變的現(xiàn)象。三、聲波的傳播特性3、聲波的散射與衍射聲波的衍射：三、聲波的傳播特性144三、聲波的傳播特性聲波的衍射三、聲波的傳播特性聲波的衍射145三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減三、聲波的傳播特性聲場146聲波的干涉現(xiàn)象:兩列聲波的頻率、振動方向、相位（具有恒定相位差的）相同聲波，合成聲仍是同一頻率的振動，在空間某一些位置的振動始終加強，在另一些位置的振動始終減弱現(xiàn)象。相干波：能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的聲波。相干聲源：產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的聲源。不相干波多個聲源在同一聲場中，頻率或相位不相同，若在離聲源相同距離處某一點上產(chǎn)生的振動，時而加強，時而減弱，其效果與他們沒有相互發(fā)生作用是一樣。4、聲波的疊加聲波的干涉現(xiàn)象:4、聲波的疊加147能量的疊加聲壓的疊加**級的運算

當n個聲源互不干涉時：能量的疊加**級的運算

當n個聲源互不干涉時：148**級的運算

1、級的疊加（公式法）

當n個聲源互不干涉時：當n=2時，**級的運算1、級的疊加（公式法）當n=2時，1491、級的疊加（公式法）**級的運算1、級的疊加（公式法）**級的運算1501、級的疊加（公式法）當n個聲源時表示為聲壓級**級的運算1、級的疊加（公式法）當n個聲源時表示為聲壓級**級的運算151[例6]

測量某機器發(fā)出的噪聲，各頻帶的聲壓級數(shù)據(jù)如表中所列，測量時采取包絡面測量方法，包絡面面積為，求聲源的總聲功率級。頻帶中心頻率(HZ)631252505001K2K4K8K測量聲壓級(dB)

83.288.685.585.081.978.073.072.4

**級的運算[例6]**級的運算1521、級的疊加（查表、圖法）

**級的運算1、級的疊加（查表、圖法）**級的運算1531、級的疊加（查表、圖法）

**級的運算1、級的疊加（查表、圖法）**級的運算154△Lp△Lp155**級的運算1、級的疊加公式法查表、圖法**級的運算1、級的疊加156

求出總聲壓的有效值當n個聲源發(fā)生干涉(相干波）時：先求出瞬時聲壓求出總聲壓級**級的運算求出總聲壓的有效值當n個聲源發(fā)生干涉(相干波）時：求出總1572、級的相減儀器測的噪聲聲源真實噪聲背景噪聲**級的運算2、級的相減儀器測聲源真實噪聲背景噪聲**級的運算1582、級的相減**級的運算2、級的相減**級的運算1592、級的相減

2、級的相減160[例7]

在廠房內(nèi)測得某機器的聲壓級為94分貝，廠房內(nèi)背景噪聲聲壓級是88分貝，求這一機器的實際聲壓級。**級的運算[例7]**級的運算161三、聲波的傳播特性聲場聲波的反射、透射、折射聲波的散射與衍射聲波的疊加聲波在傳播中的衰減聲學基礎知識三、聲波的傳播特性聲場聲學基礎知識1625、聲波在傳播中的衰減擴散引起的衰減（Ad）空氣吸收引起的附加衰減（Aa）地面吸收的附加衰減（Ag）聲屏障衰減（Ab）氣象條件的影響（Am）三、聲波的傳播特性5、聲波在傳播中的衰減擴散引起的衰減（Ad）三、聲波的傳播特163⑴擴散引起的衰減擴散衰減的定義：由于波陣面的擴展而引起的聲強隨距離而減弱的現(xiàn)象。從S1處傳播到S2處時的發(fā)散衰減可表示為：三、聲波的傳播特性⑴擴散引起的衰減擴散衰減的定義：從S1處傳播到S2處時的164★

平面聲源的擴散衰減當平面聲源輻射平面波時：因此從S1處傳播到S2處時的發(fā)散衰減：三、聲波的傳播特性★平面聲源的擴散衰減當平面聲源輻射平面波時：因此從S1165

★點聲源的擴散衰減點聲源輻射的一般為球面波，波陣面面積為：

因此從r1處傳播到r2處時的發(fā)散衰減：三、聲波的傳播特性★點聲源的擴散衰減點聲源輻射的一般為球面波，波陣面面積為166★線聲源的擴散衰減r0≤L/π，線聲源視為無限長線聲源：r0>L/π，線聲源視為點聲源。LAr0三、聲波的傳播特性★線聲源的擴散衰減r0≤L/π，線聲源視為無限長線聲源：L167★

矩形面聲源的擴散衰減r0≤a/π，聲源輻射平面聲波，聲壓不衰減。a/π≤r0<b/π,面聲源視為無限長線聲源來計算。r0>b/π，面聲源視為點聲源。abAr0a<b三、聲波的傳播特性★矩形面聲源的擴散衰減r