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你不得不知的聲學基礎(chǔ)知識

來源:佛山市凱音裝飾材料有限公司   2019年11月13日 11:03  

佛山市凱音裝飾材料有限公司

一、聲音的產(chǎn)生與傳播

  聲音是人耳通過聽覺神經(jīng)對空氣振動的主觀感受。

  聲音產(chǎn)生于物體的振動,例如揚聲器的紙盆、撥動的琴弦等等。這些振動的物體稱之為聲源。聲源發(fā)聲后,必須經(jīng)過一定的介質(zhì)才能向外傳播。這種介質(zhì)可以是氣體,也可以是液體和固體。在受到聲源振動的干擾后,介質(zhì)的分子也隨之發(fā)生振動,從而使能量向外傳播。但必須指出,介質(zhì)的分子只是在其未被擾動前的平衡位置附近作來回振動,并沒有隨聲波一起向外移動。介質(zhì)分子的振動傳到人耳時,將引起人耳耳膜的振動,***終通過聽覺神經(jīng)而產(chǎn)生聲音的感覺。例如,揚聲器的紙盆,當音圈通過交變電流時就會產(chǎn)生振動。這種振動引起鄰近空氣質(zhì)點疏密狀態(tài)的變化,又隨即沿著介質(zhì)依次傳向較遠的質(zhì)點,***終到達接收者??梢钥闯?,在聲波的傳播過程中,空氣質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相平行,所以聲波是縱波。

在空氣中,聲音就是振動在空氣中的傳播,我們稱這為聲波。聲波可以在氣體、固體、液體中傳播,但不能在真空中傳播。

  二、聲波的頻率、波長與速度

  當聲波通過彈性介質(zhì)傳播時,介質(zhì)質(zhì)點在其平衡位置附近作來回振動。質(zhì)點完成一次*振動所經(jīng)歷的時間稱為周期,記為T,單位是秒(s)。質(zhì)點在1秒內(nèi)完成*振動的次數(shù)稱為頻率,記作f,單位為赫茲(Hz),它是周期的倒數(shù),即:  f=1/T

聲波在其傳播途徑上,相鄰兩個同相位質(zhì)點之間的距離稱為波長,記為λ,單位是米(m)。或者說,波長是聲波在每一次*振動周期中所傳播的距離。

聲波在彈性介質(zhì)中傳播的速度稱為聲速,記為v,單位是米/秒(m/s)。聲速不是介質(zhì)質(zhì)點振動的速度,而是質(zhì)點振動狀態(tài)的傳播速度。它的大小與質(zhì)點振動的特性無關(guān),而與介質(zhì)的彈性、密度以及溫度有關(guān)。20度的空氣中聲速為344米/秒。

  頻率、波長、周期和聲速有如下關(guān)系:c=fλ或c=λ/T

  在房屋建筑中,頻率為100-10000Hz的聲音很重要。它們的波長范圍相當于3.4-0.034m。這個波長范圍與建筑內(nèi)部的一些部件尺度相近,故在處理一些建筑聲學問題時,對這一波段的聲波尤其要引起重視。

  三、聲波的吸收與透射

  當聲波從一種介質(zhì)傳遞到另一種介質(zhì)時,聲能的一部分被反射;一部分透過物體繼續(xù)傳播,稱為透射;另一部分由于物體的振動或聲音在物體內(nèi)部傳播時介質(zhì)的磨擦或熱傳導而被損耗,稱為材料的吸收。

  四、室內(nèi)聲場

  在室內(nèi),聲波在封閉空間中的傳播及其特性比在露天場合要復雜得多。這時,聲波將受到封閉空間各個界面,如頂棚、地面、墻壁等的反射、吸收與透射。室內(nèi)聲場因而存在著許多與自由聲場不同的聲學問題。研究室內(nèi)聲場,對室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計和噪聲控制具有重要的意義。

  室內(nèi)聲場的特點:(1)聲波在各個界面引起一系列的反射,吸收與透射;(2)與自由聲場有不同的音質(zhì);(3)由于房間的共振可能引起某些頻率的聲音被加強或減弱;(4)聲能的空間分布發(fā)生了變化。

  五、混響與回聲

  混響是室內(nèi)的聲學現(xiàn)象。聲音由聲源發(fā)出后,在空氣中傳播,傳播過程中在房間的界面上產(chǎn)生反射、吸收、擴散、透射、干涉和衍射等波動作用,形成復雜的室內(nèi)聲場,使人產(chǎn)生混響感。聲源停止發(fā)聲后,室內(nèi)聲場會持續(xù)一段時間。

  混響是室內(nèi)聲反射和聲擴散共同作用的結(jié)果。同樣是源于反射,但由于人耳的聽聞特性,混響和回聲有明顯的不同。

  聲源的直達聲和近次反射聲相繼到達人耳,延遲時間小于30ms時,一般人耳不能區(qū)分出來,僅能覺察到音色和響度的變化,人們感覺到混響。但當兩個相繼到達的聲音時差超過50ms時(相當于直達聲與反射聲之間的聲程差大于17m),人耳能分辯出來自不同方向的兩個獨立的聲音,這時有可能出現(xiàn)回聲?;芈暤母杏X會妨礙音樂和語言的清晰度(可懂度),要避免。

  六、臨界距離(CriticalDistance)

  臨界距離就是在聲源軸線方向上,直達聲與混響聲聲能相等處的距離。臨界距離在全頻帶內(nèi)是不同的?;芈曉綇姷姆块g臨界距離越近,吸音越強的房間,臨界距離越遠。(臨界距離在全頻帶內(nèi)是不同的)。

  好的聲學設(shè)計,臨界距離要離聲源盡可能遠,結(jié)果在全頻帶內(nèi)混響***小***平坦。直達聲從揚聲器系統(tǒng)開始遞補減,是距離的函數(shù)(平方反比定律),但混響恒定地散布房間(新的聲音不斷從揚聲器發(fā)出,混響不斷建立,直到新的聲音與被吸收的聲音相等,因此混響保持恒定。)兩曲線的交點就是臨界距離。

  ***佳聽音區(qū)一定位于臨界距離內(nèi),因為臨界距離是以直達聲為主,清晰度和聲像定位***好。

  尋找臨界距離的***簡單方法為:用音響系統(tǒng)播放壓縮的流行音樂,開始用一個音箱(左或右),在房間里來回地走,很容易就能找到臨界距離。用另一個音箱重復一遍,再同時用兩個音箱重復一遍。與聲學測量相比較,你會對人耳的性感到驚訝。

•混響越強的房間臨界距離越近。

•吸聲越強的房間臨界距離越遠。

•近聲場或直達聲場在臨界距離內(nèi)。

•遠聲場或反射聲場(混響)在臨界距離外。

  好的聲音能悅耳,差的聲音太刺耳;好的聲音讓人心情舒暢,差的聲音讓人煩躁無比。如果你想擁有一個舒服的聲音環(huán)境,歡迎到青島榮昌盛隔音材料有限公司做客。我們有物美價廉的、品種繁多的、五顏六色的吸音、隔音材料,一定會精心為您打造您想要的、不一樣的環(huán)境,讓您體驗安靜的生活。

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