最新电声学基础(纲要)幻灯片.ppt

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1、电声学基础(纲要)绪论什么是声学？产生——传播——接收——效应。研究范围人类对声学现象的研究我国，11世纪，沈括西方，17世纪，索沃提出acoustique的名称。如今，acoustics代表声学，音质。人们观察声学现象，研究其规律，几乎是从史前时期开始的。三分损益十二律律名黄钟大吕太簇夹钟姑洗仲吕蕤宾林钟夷则南吕无射应钟清黄五七声宫调宫商角变徵徵羽变羽清宫相当于CCDDEFFGGAABC’接近自然律doremifasollasido'欧洲乐律起源：毕达哥拉斯（Pythagoras），公元前六世纪1584年，明代王子朱载堉完成《律学新说》，详细

2、提出十二平均律理论荷兰人斯蒂文（SimonStevin），共振、回声、混响“应”“鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣”11世纪，沈括，“共振指示器”波动论亚里士多德（Aristotle，公元前384～322年）高度、强度、品质空气运动的速度、被激动的空气量、发声器官的构造频率伽利略(GalileoGalilei)，单摆及弦的研究声速法国的梅尔新，加桑地1687年，牛顿，《自然哲学的数学原理》1816年，法国数学家拉普拉斯电声学20世纪20年代，电子管1920年，美国肯尼迪（A.E.Kennedy）把类比概念和方法引入电声系统和机械振动系统电声学这门科学主要是研

3、究电能和声能彼此转变的问题。各种换能器的构造和理论，录音和放音的各种方法，都是属于“电声学”的范畴。电声学与其他声学部门的关系电声学和建筑声学、生理声学、超声学、水声学都有很密切的关系。第一章振动和声波的特性1-1振动与声波1-1-1振动什么是振动？P6振动的特性1-1-2声波几个基本概念：声波声源媒质声场声音声线声波——物体的振动引起周围媒质质点由近及远的波动声源——发声的物体，即引起声波的物体媒质——传播声波的物质声场——声波传播时所涉及的空间声音——声源振动引起的声波传播到听觉器官所产生的感受声线——声波传播时所沿的方向结论声波的产生应具备两个基本

4、条件：物体的振动，传播振动的媒质声波是一种机械波，媒质传播的只是能量气体中的声波是纵波，即疏密波声波具有一般波动现象所共有的特征：反射、折射、衍射、干涉等声波的反射声波的全反射声波的折射波的衍射：惠更斯定律干涉与拍频当一列有明显波长和振幅的正弦声波由左向右传播时，遇到另一列具有同样波长和振幅，却由右向左传播的声波，此时在任何一点观察所产生的效果，都要依据在不同时间两列波叠加的情况而定。“同相”（inphase），相长干涉（constructiveinterference）“倒相”（outofphase），相消干涉（destructiveinterfere

5、nce）“拍频”（beating）。多普勒效应当声源和听者彼此相对运动时，会感到某一频率确定的声音的音调发生变化，这种现象称为多普勒效应。频率的变化量称为多普勒频移。声波的一些基本参数波长波数——即沿着声波传播方向上单位长度内的相位变化声速——声波在媒质中每秒内传播的距离称为声速，用C表示，单位为m/s。空气中的声速等于当温度为15°C时，声波在空气、水、钢、玻璃中的声速分别为340m/s，1450m/s，5100m/s，6000m/s速度随着媒质密度增大而增加。声音的传播速度与媒质的密度、弹性和温度（变化1度，变化0.6m/s）有关，与声波的频率、强度

6、和空气湿度无关。声速比光速慢得多，这对方位感的辨别起到了很重要的作用。必须把声速和振速严格区分开来预习：声波的基本参量有哪些？各自的含义是什么？平面波和球面波有哪些区别？1-2声波的基本参量与波动方程三个基本参量：媒质密度、媒质质点振动速度、声压，它们都是位置与时间的函数媒质密度ρ=ρ（x,y,z,t）在没有声波时，媒质密度称为静态密度ρ0，ρ是指该处媒质密度的瞬时值。媒质质点振动速度v它是一个向量，反映微观质点振动，单位m/s声压PP=P（瞬态）－P0（静态）是标量，单位Pa三个声波方程式声振动作为一个宏观的物理现象，必然要满足三个基本的物理定律，即牛

7、顿第二定律、质量守恒定律及上述压强、温度与体积等状态参数关系的状态方程。为了使问题简化，必须对媒质及声波过程做出一些假设，P21运用这些基本定理就可以分别推导出媒质的：运动方程（牛顿第二定律的应用），即p与v之间的关系状态（物态）方程（绝热压缩定律的应用），即p与ρ之间的关系连续性方程（振动过程的统一性），即ρ与v之间的关系1-2-1波动方程由上述三个基本方程，可以导出声波传播方程，波动方程：推导1-2-2平面波球面波波阻抗率平面波什么是平面波？方程推导由于波阵面是平面，波阵面面积不再随传播距离而变化，即S不再是r的函数，讨论这种声波归结为求解一维声波方

8、程：方程式的解及分析设方程式有下列形式的解：代入一维声波方程，得其中对于讨论声波