(一)振动的物体能使邻近的空气分子振动,这些分子又引起它们邻近的空气分子振动,从而产生声音,声音以声波的形式传递,这种传递过程叫声辐射。由于分子振动产生的声波的方向与波传递的方向相同,所以是一种纵波。
(二)声音必须在介质中传播,无论是固体、液体还是气体,都可以作为介质。
(三)声音在固体中的传播速度最快,其次是液体,声音在气体中传播的速度最慢。
一、声波的基本量(一)频率,每秒钟振动的次数,单位Hz(赫兹)频率高的声音称为高音,频率低的声音称为低音。声音是声波作用于人耳引起的主观感受,人耳对声波频率的主观感觉范围为20Hz~20kHz,通常称此范围为音频;低于20Hz为次声波,高于20kHz为超声波。
(二)波长,在传播途径上,两相邻同相位质点距离。单位m(米)。声波完成一次振动所走的距离。
(三)声速,声波在某一介质中1秒钟传播的距离。单位m/s。(声速受温度的影响)
一、声波的基本量波长公式:波长=声速/频率(γ=c/f)
举例:
C= 340m/s(空气15℃)
f=100Hz
γ= c/f=340/100=3.4m
通过计算波长我们可知道最高可听声和最低可听声的范围。
声压
疏密波压力的大小称为声压。指的是声音的压力在大气层作用下的相对变化。压力变化的幅度越大,听觉上声音越大,振幅小的声音小。单位Pa。引起人耳听到声音时的声压为可闻阈,它与声源的频率及人的年龄有关。使人的耳膜感到疼痛时的声压为痛阈。
声功率
声源在单位时间内向外辐射的声能量称为声功率,单位W(瓦)
声强
单位面积,单位时间内通过声音的能量称为声强(能量密度),单位w/m²。
声强与声功率的关系:声强I=声功率W/单位面积S。
二、分贝分贝(decibel)dB 分贝是以美国发明家贝尔命名的,他因发明电话而闻名于世。因为贝尔的单位太粗略而不能充分用来描述我们对声音的感觉,因此前面加了“分”字,代表十分之一。一贝尔等于十分贝。
声学领域中,分贝的定义是声源功率与基准声功率比值的对数乘以10的数值;其简单表达式lgA/B。
而分贝,即dB=10 lgA/B。单位为dB。A为声源功率,B为基准声功率10的-12次方
根据公式计算以及工作中的经验,我们得出以下结论:功率增加一倍,声压级增加3dB。
距离增加一倍,声压级减少6dB(自由声场的情况下)
在电声领域中,分贝这个量的变化关系恰恰和人耳的听觉强弱感受非常吻合,这也给声学计算打下了一个良好的基础。
三、声压级人们采用一种按对数方式分级的办法作为表示声音大小的常用单位,这就是声压级。
所谓某点的的声压级Lp是指该点的声压P与参考声声压P0的比值取常用对数再乘以20,单位为分贝(dB),即:
Lp= 20 lg (P/P0)
(p0=2×10的-5次方Pa)
声压级和声功率级有如下关系: Lp=Lw-10lg(4πr^2)
声源为点声源的情况(理想情况)
四、声压级计算公式所有音响工程都要求声场应达到一定的声压级,参照国家标准。为此,必须正确配置扬声器——选用合适的扬声器、馈给适当的声频电功率、把扬声器(或扬声器群)安装在合适的地方
听音点声压级(L)的计算公式(自由空间点声源)
SPL= S 10 lg P
L = SPL – 20 lg r
式中 S - 扬声器灵敏度 P - 馈给扬声器的功率
r - 扬声器与听音点的距离 SPL - 扬声器的最大声压级
举例:扬声器的灵敏度为95dB,功率为300w,则SPL =91 10lg300=120dB
若扬声器到达听音点的距离为20m,则L=120-20lg20=94dB
五、常见声源的声压级-分贝窃窃私语:20dB~35dB
人声语言:30dB~80dB
女高音:35dB~105dB
男高音:40dB~95dB
小提琴:40dB~100dB
打击乐:55dB~105dB
交响乐:20dB~120dB
六、声音的叠加单频率的正弦波称为纯音,声音是由基波和高次谐波组成
当两上或多个具有相同频率和振幅的正弦波信号叠加在一起,其合成的信号还具有同样的频率,其振幅由两原信号的相位关系所决定。当相位相同,振幅则会增加。当两个信号完全相反时,则全部抵消。