《建筑声学整理》PPT课件

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1、第二篇建筑声学ARCHITECTURALACOUSTICS声学原理噪声吸声材料与建筑隔声室内音质设计第五章声学原理本章提要:物体围绕平衡位置所作的往复运动称为机械振动，单位时间内往返运动的次数称为频率，其单位为赫兹[Hz]，频率在20-20，000HZ之间的振动称为声振动，其传播过程能引起人的听觉，形成声波，也称声音或声。理解声音的物理本质及其效果；学会运用声学及其测量的基本术语；了解声音的传播和改变过程；理解声音对于人类听觉的影响；了解声音损耗的原因和机理。5.1声音的产生与描述5.1.1声音的产生任何物体发生振动时均会迫使周围的媒质发生相应振动，使该振动在媒质中由近及远地传播

2、，产生波动。没有扰动的空气振源λ被压缩的区域被稀薄的区域在声波中不同的空气压强这种声振动在媒质（空气）中的传播称为声波，也称声音；产生声振动的物体称为声源。产生声波必备的两个条件：A.要有能产生声振动的物体；要有能传播声振动的载体（媒质）。根据传播媒质的不同，声音可分为：A.空气声：通过空气传播的声音。B.固体声：通过固体（如地板、钢铁等）传播的声音。5.1.2声波的描述声波的几何描述声波存在的空间称为声场，某一时刻声波到达的空间各点的包迹面称为声波面；处在最前面的声波面称为声波前，声波面有无数个，声波前只有一个。波面为平面的声波称为平面声波，波面为球面的声波称为球面波。点声源产

3、生的声波为球面声波，在离声源足够远的局部范围内则可以近似地视为平面声波。声波的传播方向称为声波线（简称波线），在空气中，波线恒与波面垂直。平面波的波线为一系列垂直于波面的平行射线，球面波的波线为一系列沿半径方向的射线。波前波面波线(a)平面波(b)球面波声波的波前、波面与波线描述声波的物理量A周期与频率物体完成一次完全振动所需的时间称为周期（T），单位为秒（S）。每秒钟完成的振动次数称为频率（f），单位为赫兹（Hz）。周期与频率的关系：T=1/f声波的周期与频率与声振动的周期与频率相同，它们是声波时间周期性的反映，即每经过T时间，空间就传播了一个完整的声波。B波长声波在一个周期内

4、所传播的距离，即在波动上任意两个最近距离的相同波相的点之间的距离称为声音的波长（λ），单位为米（m）。C声速单位时间内，声波在媒质中的传播距离称为声速（c&u），单位为米/秒（m/s）。声速的大小与媒质的物理特性有关：媒质不同，声速也不相同。一般而言，声波在固体中的传播速度最快，液体次之，空气中最慢。对于同种媒质，如果温度不同，其声速也不相同。空气传声会随着温度的增加而增加，在标准大气压下，声速c0=331m/s。在常温下（即200c），c=340m/s。以上三个物理量之间的关系：c=λ/T=λf橡皮（00C）50m/s空气（00C）331m/s空气（200C）340m/s软木（

5、00C）500m/s水（00C）1，481m/s水（250C）5，200m/s钢（00C）5，050m/s钢（250C）5，300m/s混凝土（00C）3，100m/s花岗岩（00C）3，100m/s松木（00C）3，140m/s玻璃（00C）3，320m/s一些常见媒质中的声速5.2声波的特性5.2.1声波的能量——声强声波具有能量，其大小即与声波的频率、波幅有关，又与时间与声波通过的面积有关。反映声波能量传播特性的物理量为声波强度，简称声强。定义：单位时间内通过垂直于传播方向上每单位面积上的声能。符号：I单位：瓦/米2（W/m2）表达式：I=(1/2)ρA2ω2cρ——媒质的

6、密度，单位kg/m3；ω——=2πf称为圆频率，单位Hz；A——波幅（同振幅），单位m；c——声速，单位m/s.其实质是声功率密度。5.2.2声波的反射与衍射声波的反射声波在传播过程中遇到尺度比其波长大得多的障碍物时将有部分声波被反射回原媒质，这种现象称为声反射。声波反射定律：A.入射声波与反射声波分居法线的两侧；B.入射角等于反射角。回声与混响A.回声回声是一种特殊的反射声，在某些情况下，当传到人耳的入射声与从较远的障碍物反射回来的反射声的时差大于50ms时，便可以清楚地听到两种非常相似的声音——原声与反射声，这样的反射声称为回声。产生回声的条件：（1）要有足够的时间差，即传到

7、人耳的原声与反射声的时间差必须大于50ms；（2）要有足够的声压级差，即某个反射声的声压级必须要比其他反射声的声压级大。B.混响混响（声）是回声以外的其他反射声之总和（叠加）。C.最佳混响时间声源停止发声后，室内声强便开始衰减，声强减至原声强的百万分之一，即衰减60dB所经历的时间称为混响时间，用T60表示，单位秒（s）。T60越大，说明混响时间越强；反之，混响越弱。声波的衍射A.衍射如果声波在传播过程中遇到障碍物（或洞口）的尺寸较之波长为小，声波将会绕过障碍物而向其后的“阴影区