科学瞎想系列之六十一说说噪声.docx

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1、科学瞎想系列之六十一说说噪声上节课老师说了振动，振动和噪声是不可分割的孪生兄弟，振动在介质中传播就形成声波，声波传到宝宝们的耳朵里就形成了噪声（也有说噪音的）。今天老师就给宝宝们说说噪声。1嘛叫噪声。按说噪声是一个纯物理学（声学）的东东，在声学里定义噪声就是乱七八糟的声音，是物体做无规则振动时发出的声音，它仅取决于声波的客观物理参数。但现实生活中，声音毕竟是靠宝宝们的耳朵来听的，而宝宝们的耳朵对各种声波的反应却不仅仅取决于声波的物理特性，还取决于宝宝们复杂的生理结构和生理反应。比如：有些频率的声音宝宝们是听不到的；有时描述噪声的物理参数增大一倍而宝宝们的听觉却没有感觉大一

2、倍等等。因此在生理学上定义的噪声与物理学上定义的噪声是有所区别的。在生理学上凡是宝宝们听了心烦的，妨碍宝宝们正常休息、生活和工作的声音，以及对宝宝们要听的声音产生干扰的声音统统都是噪声。从这个意义上来说，噪声的来源很多。街道上的汽车声、安静的图书馆里的说话声、建筑工地的机器声、以及邻居电视机过大的声音，都是噪声。2用什么表征噪声。既然噪声是一种乱七八糟的声音，那么如何来描述噪声呢？从纯物理的角度来讲主要用声波的频率、波长、声压、声强、声功率等参数来描述。刚才说了，由于宝宝们的耳朵所感受到的声音除了与声波物理量的实际值有关还与宝宝们的生理结构有关，因此从生理学角度通常用声级

3、或分贝值来描述噪声的强弱。关于频率、波长之类的物理量宝宝们都很熟悉了，老师重点说说声压、声强、声功率及声级或分贝值的概念。2.1声压。宝宝们知道，声波在空气中是一种纵波，即当声波在空气中传播时，空气的压强会比无声波时有所变化，空气压强时大时小，宝宝们的耳膜感受到这种压力变化后就听到了声音。我们把声波引起的这种气压变化称为声压，由于声压是随时间波动的，我们把某点在某一瞬时的声压值称为瞬时声压；把瞬时声压中的最大值称为峰值声压（也称巅值声压）；把瞬时声压在一定时间内的方均根值称为有效值声压。我们平常说的声压，通常就是指有效值声压。即：P=〔（1/T）•/p2（t）dt〕A?其

4、中T为积分时间；p（t）为瞬时声压。正常宝宝们的小耳朵对1000Hz的纯音（按正弦变化的声音）很敏感，因而我们就在该频率下说事，在该频率下宝宝们能听到的最低声压叫做听阈（yu）声压（注意不是“阀”，没文化的宝宝才这么念！），听阈声压为P0=2X10A-5Pa。随着声压的增大，宝宝们会感觉到声音增大，直到增大到宝宝们要崩溃，对宝宝们的耳朵产生机理性损害的最大声压称为痛阈声压，这个痛阈声压为20Pa。2.2声强。声音的传播总是伴随着能量的传播，因此可以用某点垂直于声音传播方向上单位面积所传出的声功率来表征该点声音的强弱，这就是声强。即：I=P2/pc其中p为介质密度；c为声速

5、；pc称为介质的特性阻抗。与声压阈值对应的听阈声强为10=10A-12W/m2;痛阈声强为1W/m2。2.3声功率。以上物理量都是反映某一点噪声的强弱，反映整个声源发出噪声的大小常用声功率来描述。声功率就是声源在单位时间内辐射出的总的声能量。即:W=/ldS其中I为声强；S为围绕声源的闭合传播面积。相应的听阈声功率W0为10A-12W，痛阈声功率为1W。2.4声级和分贝值。前面说的都是反映噪声固有特性的物理量，但宝宝们的耳朵都是肉长的，有很大的阻尼作用，对这些客观物理量的感觉并不是线性的，也就是说那些物理量增大一倍，宝宝们的耳朵并不是感觉大了一倍，而是成对数衰减的感觉，即

6、声压(声强或声功率)大10倍，我们的耳朵才感觉大一倍；声压大100倍，耳朵感觉大二倍，以此类推。为此我们就引出了一个声级的概念。所谓声级就是以听阈值为基准，实际噪声值(声强或声功率)与其听阈值相对倍数的对数再乘以10叫做声级，用分贝(dB)表示，由于声功率正比于声压的平方，因此如果用声压表示声级时应该是那个对数的20倍。即：Lp=20lg(P/P0)Li=10lg(l/l0)Lw=10lg(W/W0)我们耳朵的听阈声级为0dB，痛阈声级为120dB。2.5响度级。前面说了，宝宝们的小耳朵都是肉长的，它不仅对传来的声音具有阻尼作用，还会挑肥拣瘦，即使同样的声级，频率不同其感

7、受也是不同的，通常我们的耳朵对高频声波比较敏感，对低频声波感觉就迟钝一些，这就是为什么宝宝们一听到美女的声音就那么激动万分。既然我们耳朵对不同频率的声波感受不一样，我们就可以把不同声级不同频率但听起来响度一样的声波连成一条线，这条线叫做等响度曲线。定义：以1000Hz的纯音为基准纯音，若某一噪声听起来和某声级基准纯音一样响，那么我们就称这个基准纯音的声压级就是该噪声的响度级，用LN表示，其单位叫Phon(方)根据以上定义，科学家们对成千上万个宝宝们的小耳朵进行了无数次的实验测试和统计，终于绘出了声压级和响度级的关系曲线——等响