1、 第 3.1章建筑声学基本知识3.1.1 声音的基本性质声音的产生和传播频率、波长与声速声波的绕射、反射和散射声波的透射与吸收声音的产生和传播声音产生于振动,振动的物体是声源。“声 ”由声源发出, “音 ”在传播介质中向外传播 在空气中,声源振动迫使其周围紧邻的空气质点产生往复振动,该振动迅速在空气中传播开来,这种振动的传播称为声波。 声波为纵波,介质(空气等)的质点振动方向平行声波传播方向(疏密变化)。 声波传播到人耳,引起人耳鼓膜的振动,带动听骨振动,由耳蜗、听神经等形成神经脉冲信号,通过听觉传导神经传至大脑听觉中枢,形成听觉。频率、波长与声速 描述声波的基本物理量 f: 频率,每秒钟振动
2、的次数,单位 Hz(赫兹):波长,在传播途径上,两相邻同相位质点距离。单位 m声波完成一次振动所走的距离。C: 声速,声波在某一介质中传播的速度。单位 m/s。在空气中声速: 在 0oC时, C钢 =5000m/s, C水 =1450m/s, C混凝土 =3100m/s。在 15oC时, C空气 =340m/s参数 间存在如下关系: c=f* 或 =c/f user:声源、介质质点、声接收点的振动频率相同;传播的振动形式而非质点。人耳可听频率范围(听域)为 20Hz20KHz, 20KHz为超声。其中,人耳感觉最重要的部分约在 100Hz4000Hz,相应的波长约 3.4m8.5cm声波的绕射
3、、反射和散射声波作为机械波,具有机械波的所有特征。有绕射、反射、散射和干涉等,有透射、吸收等。波阵面:声波从声源发出,在某一介质内按同一方向传播,在某一时间到达空间各点的包络面称为波阵面。球面波:点声源发出的波,声线与波阵面垂直。如人、乐器。平面波:波阵面为平面的波,声源互相平行,如线声源,多个点声源叠排。声波的绕射声波在传播过程中遇到障碍或孔洞时将发生绕射。绕射的情况与声波的波长和障碍物(或孔)的尺寸有关。声波的反射当声波遇到一块尺寸比波长大得多的障碍时,声波将被反射。类似于光在镜子上的反射。反射的规则: 1)入射线、反射线法线在同一侧。2)入射线和反射线分别在法线两侧。3)入射角等于反射角。 Li=L散射当障碍物的尺寸与声波相当时,将不会形成定向反射,而以障碍物为一子波源,形成散射。声波的透射与吸收 声波具有能量,简称声能。 当声波碰到室内某一界面后(如天花、墙),一部分声能被反射,一部分被吸收(主要是转化成热能),一部分穿透到另一空间。透射系数:反射系数:吸声系数:不同材料,不同的构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用透射系数小的材料防止噪声。在音质设计中需要选择吸声材料,控制室内声场。