1.平面声波:c.声阻抗率:对于平面声波而言:媒质的特性阻抗,单位(Pa·s/m)1.平面声波:d.声线:相互平行的一系列直线。2.球面声波:波阵面是以任何值为半径的球面。a.波动方程:对于从球心向外传播的简谐球面声波而言:特点:振幅随传播距离的增加而减少,二者成反比关系。2.球面声波:b.声线:是由声源点发出的半径线。3.柱面声波:波阵面为同轴圆柱面的声波称为柱面声波。a.波动方程:对于远场简谐柱面声波而言:特点:振幅随径向距离的增加而减少,与距离的平方根成反比关系。3.柱面声波:b.声线:是由线声源发出的径向线。2.2.2声波的类型声波的类型类型波阵面声线声源类型平面声波垂直于传播方向的平面相互平行的直线平面声源球面声波以任何值为半径的球面由声源发出的半径线点声源柱面声波同轴圆柱面线声源发出的半径线线声源Chapter2声学基础知识2.1声音的产生和传播2.2声波的描述2.3声波的传播特性2.4声源的辐射特性2.3声波的传播特性2.3.1声场2.3.2声波的反射、透射、折射2.3.3声波的散射与衍射2.3.4声波的叠加2.3.5声波在传播中的衰减2.3.1声场(SoundField)1.声场的概念:声场是指传播声波的空间。按声场的性质可以将声场分为:自由声场;扩散声场;半自由声场2.声场的分类自由声场:我们把可以忽略边界影响,由各向同性的均匀介质形成的声场称为自由声场。自由声场(FreeSoundField)消声室自由声场(FreeSoundField)消声室2.声场的分类扩散声场(混响声场):如果室内各处的声压级几乎相等,声能密度也处处相等,那么这样的声场就叫做扩散声场(混响声场)。半自由声场(半扩散声场):2.声场的分类半自由声场(半扩散声场):2.3.2声波的反射、透射、折射aθpiptpr1.声波的反射定律与折射定律aθ入射声波、反射声波与折射声波的传播方向应该满足Snell定律:a.反射定律:b.折射定律:c.与折射定律有关的讨论由折射定律可知:声波的折射是由声速决定的。思考题:1.为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远一点?2.为什么逆风传播的声音难以听清?思考题1.为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远一点?思考题2.为什么逆风传播的声音难以听清?2.反射系数和透射系数a.声压的反射系数和透射系数声压的反射系数的定义为反射声压与入射声压的比值。声压的透射系数为透射声压与入射声压的比值。a.声压的反射系数和透射系数在边界上,两面的声压与法向的质点速度应该连续,即:可以导出:b.声强的反射系数和透射系数:3.吸声系数定义:我们将入射声波在界面上失去的声能(包括透射到媒质2中去的声能)与入射声能之比称为吸声系数。rp的数值与入射方向有关,因此α也与入射的方向有关。4.当声波垂直入射时的反射系数和透射系数当声波垂直入射时,声压的反射系数和透射系数可以表示为:声强的反射系数和透射系数可以表示为:2.3.3声波的散射与衍射1.声波的散射在声波传播过程中,遇到的障碍物表面较粗糙或者障碍物的大小与波长差不多,则当声波入射时,就产生各个方向的反射,这种现象称为散射。声波的散射既与障碍物的形状有关,又与入射声波的频率有关。2.3.3声波的散射与衍射2.声波的衍射:在声波传播过程中,遇到的障碍物或孔洞时,如果声波的波长比障碍物尺寸大得多,声波会绕过障碍物而使传播方向改变,这种现象称为声波的衍射。2.2.1描述声波的基本物理量4.声速:振动在媒质中传播的速度。媒质特性的函数,取决于该媒质的弹性和密度;声速会随环境的温度有一些变化。媒质名称空气水混凝土玻璃铁铅软木硬木声速3441372304836535182121933534267表21.1℃时声速近似值(m/s)1.声压与声压级2.声强与声强级3.声功率与声功率级4.声能密度5.频谱和频程2.2.2声波的物理量度2.2.2声波的物理量度1.声压和声压级:静态压强1.声压和声压级a.瞬时声压:某一瞬间的声压。b.有效声压(pe):在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值即得有效声压。1.声压和声压级:声音种类声压声音种类声压正常人耳能听到最弱声2X10-5织布车间2普通说话声(1m远处)