第2章声音的基本性质.ppt
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1、第二章第二章 声音的基本性质及声音的基本性质及其传播规律其传播规律退退 出出 声源声源(产生振动产生振动)(固、液、气均有固、液、气均有)空气空气(声波传播振动声波传播振动)(真空中没有声音真空中没有声音)人耳人耳退退 出出 退退 出出 2PPe退退 出出 fC退退 出出 退退 出出 第二节第二节 声波的基本类型声波的基本类型222221tPcxP退 出 定义定义波数波数k为为:k=/c=2/(长度为长度为2(m)上含波长上含波长的数目的数目)则有则有:p(x,t)=p0 cos(t-kx)振动速度振动速度为为:ux=(p0/c)cos(t-kx)=u0 cos(t-kx)定义定义声阻抗率声阻
2、抗率Zs为为:Zs=p0/u0=c(Pa s/m)称为媒质的特性阻抗称为媒质的特性阻抗,单位定义为瑞利单位定义为瑞利对于空气对于空气:c=415 第二节第二节 声波的基本类型声波的基本类型TdtupSTW01TdtupTS01退 出 222020002221eeeeucScpSupScuScpSupSW21002pdtpTpTe同样同样 Ue=U0/1.414 其中:其中:是声压的有效值是声压的有效值(均方根值均方根值)退退 出出 eeeeUPcUcPSWI22)/(422mwrWI退退 出出 22cPcIeVE第二章第二章 声音的基本性质及声音的基本性质及其传播规律其传播规律退退 出出 ni
3、inppppp121)cos()cos()cos()cos(2222211111tPkrtPptPkrtPp)cos(2)cos()cos()cos(1221222120221121PPPPPtPtPtPpppTT退退 出出)(2)(1212rr21min21maxPPPPPPTT2222221112221212,2)cos(cPcPcPPT退退 出出 0cos10TdtT222122222222121eeeeeeTPPPcPcPcPniiTpp1第二章第二章 声波的基本性质声波的基本性质退退 出出 tritirUUUuuPPPpp:212111221122ccccPPrirp1122222c
4、ccPPitp退退 出出 2112211222)()(ccccPPIIririrI2221122112221122211112222)(4)()2()2(ccccccPPcccPcPIIpitititI1IIr00EEEr退退 出出 0,1,2,1,1122IIpprrcc0,1,0,1,1122IIpprrcc退退 出出 21sinsincctirid退退 出出 ddd分分 贝贝退退 出出)(102)(lg20500PaPdBPPLep定定 义:义:是正常人耳对是正常人耳对1000Hz的最低可听声压的最低可听声压公公 式:式:上式也可写为上式也可写为:)(94lg20dBPLp退退 出出 人
5、耳听觉范围:人耳听觉范围:210-5 Pa 20 Pa(痛阈),(痛阈),相差相差100万倍万倍相当于声压级:相当于声压级:0 120 dB;公公 式:式:退退 出出 定定 义义:是人耳听阈下限是人耳听阈下限;人耳听阈上限人耳听阈上限:I=1 w/m2(120dB)/(10)(lg1021200mwIdBIILI)(120lg10dBILI即:即:退退 出出 由于由于 I=P2/c,相当于相当于P0时时,0c0=400(39时时)因此:因此:LLcLcPcPIILppI400lg10lg10lg10002020空气中的声强级空气中的声强级 声压级声压级(数值上数值上)L:-0.29 dB(0)
6、;-0.16dB(20)退退 出出 定义定义:)(10)(lg101200wWdBWWLw)(120lg10dBWLw因此:因此:人说话:人说话:10-5w(70dB);火箭发射:火箭发射:109w(210dB)退退 出出 由于由于 I=W/S,其中其中S指垂直于声传播方向的面积指垂直于声传播方向的面积,m2)(lg101lg10lg100000dBSLSIWWWISWLLwIp点源点源自由场自由场:)(11lg2042dBrLLrSwp退退 出出 例例:点源在半自由场中距离点源在半自由场中距离r处声压级为处声压级为Lp,求其声功率级和声功率求其声功率级和声功率.2222rWIrS因此有因此有
7、:)(10),(8lg20)2lg(10lg101.002wWWdBrLLrLSLLLwLpwwwIp由由 于于:解解:其中其中:退退 出出 由上一节由上一节,噪声相叠加有噪声相叠加有:22212PPPTpiLiPP1.020210代入上式消去代入上式消去P02得得:)(10lg1010101011.01.01.01.021dBLniLpTLLLpipppTn个相同声源个相同声源相加相加:LLnLnLppLpTplg10)10lg(101.0退退 出出 只含一个频率只含一个频率,称称“纯音纯音”如音叉,音频振荡器等发出的声音如音叉,音频振荡器等发出的声音频率成分与能量分布的关系称为频率成分与能
8、量分布的关系称为声音的频谱声音的频谱总声级总声级=各频带声级的能量叠加之和各频带声级的能量叠加之和(因频率不同因频率不同,不会发生干涉不会发生干涉)线状谱线状谱-泛音为基频的倍数,如乐器泛音为基频的倍数,如乐器连续谱连续谱(噪声多为此类噪声多为此类)复合谱复合谱 一般噪声由许多频率成分组成,且各频率上能量分布不同一般噪声由许多频率成分组成,且各频率上能量分布不同退退 出出 频带(频程):频带(频程):将频率划分为若干个小段,每将频率划分为若干个小段,每频带内认为能量均匀。频带内认为能量均匀。恒定绝对宽度:如恒定绝对宽度:如420Hz,用于窄带分析,用于窄带分析,f=f2 f1 恒定相对宽度:对
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- 关 键 词:
- 声音 基本 性质