维也纳声学基础名词(二)

维也纳声学基础名词（二）声波的衍射：声波在传播过程中遇到障碍物或孔洞的尺寸比波长小时，声波将绕过它们，这种现象叫衍射。绕射的情况与声波的波长和障碍物（或孔）的尺寸有关，与原来的波形无关。只闻其声不见其人、隔墙有耳，即是说的声波的衍射。1、声学：研究声波的产生、传播、接受和效应的科学。2、声波：（1）弹性媒质中传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合。（2）声源产生振动时，迫使其周围的空气质点往复移动，使空气中产生在大气压力上附加的交变压力，这一压力称为声波。3、纵波：媒质中质点沿传播方向运动的波。空气中的声波即为纵波。4、横波：煤质中质点振动方向与传播方向相垂直的波。5、驻波：由于频率相同，振幅相同的同类自由行波相互干涉而形成的空间分布固定的周期波。驻波的特点是具有固定于空间的腹或节。6、波腹：驻波中某种声场特性的幅值为最大的点、线或面。7、波节：驻波中某种声场特性基本为零的点、线或面。8、房间共振和共振频率房间中，声音在各个界面之间往复反射，由于衍射效应，混叠的声波有可能在某些特定的频率上发生畸变，即由于房间对声音频率不同的“响应”，造成室内声能密度因声源发出声波频率不同而有强有弱。房间存在共振频率（也称“固有频率”或“简正频率”），声源的频率与房间的共振频率越接近，越容易引起房间的共振，该频率的声能密度也就越强。房间共振防止原则：使共振频率分布尽可能均匀。选择合适的房间尺寸、比例和形状；将房间的墙或天花板做成不规则形状；将吸声材料不规则的分布在房间的界面上。9、阻抗：一个拟力的量（力、压力、力矩、电压、温度或电场强度）和它所产生的拟速度的量（速度、体积速度、角速度，电流、热流或磁场强度）的复数比值。阻抗的倒数是导纳。10、声阻抗：媒质在一定波阵面的面积上的声压与通过这个面积速度的复数比值。11、声阻抗率：媒质里某一点的声压与质点速度的复数比值。声阻抗率的实数部分是声阻率，虚数部分是声抗率。12、特性阻抗：平面自由行波在媒质中某一点的有效声压与通过该点的有效速度的比值，特性阻抗等于媒质的密度与声速的乘积。13、基频;（1）周期性振荡中与其周期相同的正弦式量的频率。（2）振动系统的最低固有频率。14、谐频：频率为基频的整数倍的频率，称为谐频。15、谐波：周期性振荡中，频率等于基频整数倍的正弦式量，在音乐声源中，谐波的多少直接影响音质的好坏。16、纯音：（1）有单一声调的声音。（2）瞬时值为一简单正弦式时间函数的声波。17、复音：（1）具有一个以上音调的声觉。（2）由一些频率不同的简单正弦式成分合成的声波。18、分音：（1）复音中可以用耳分清为一简单声音而不能再分的成分。（2）复音中的一个物理成分。分音的频率可以比基频高，也可以比基频低；可以是基频的整数倍或分数倍，也可以不是。分音不是基频的整数倍或分数时，称为非谐频分音。19、泛音：复音中高于基频的其他各次频率称为泛频。当泛频为基频整数倍时，则称为谐频，这时称基频为第一谐频，第一泛频则称为第二谐频，以此类推。20、音程：两个声音的音调或频率（依使用情况而定）的距离，用频率比或它的对数表示。当形成音程的音连续凑出时，称为旋律；当同时凑出时，称为和声。21、声压：（1）有声波时，媒质中的压力超过静压力的值。一般使用时声压是有效声压的简称。（2）当声源发声时，使周围空气的质点产生振动，从而使大气压力产生交变压力，这一交变压力即为声压，符号为P，单位是牛/米2（N/m2）或帕斯卡（pa）或微巴（μbar）。22、有效声压:在一段时间内瞬时声压的均方根（一组瞬时值的平方的算术平均的平方根即成为均方根。）值，这段时间应为周期的整数倍，或长到不影响计算结果的程度。23、瞬时声压：在某点的瞬时声压等于在该点的瞬时总压力减去静压力。24、听阈：人耳刚能感觉到的声音。1000Hz声音的听阈声压为p0=2×10-5Pa。25、痛阈：使人产生疼痛感的上限声音。1000Hz声音的痛阈声压为20Pa。26、频谱：声音频率与能量的关系用频谱表示。这种以频率范围为横坐标与其相应的声压级为纵坐标所组成的图形成为声源的频谱图。27、频带：可听声的频率范围很大（20Hz~20000Hz），不可能逐个对声音的每个频率进行分析，这样做工作量太大，有时也没有必要如此精细。因此，将声音的频率范围划分成若干个区段，称为频带。每个频带有一个下限频率1f和上限频率2f，而12fff（Hz）称为频带宽度，简称带宽；1f和2f的几何平均cf称为频带中心频率，21fffc。频带是人为划定的，常用倍频带（也称倍频程）和1/3倍频带（也称1/3倍频程）表示。倍频带常作为一般工程使用，1/3倍频带用于较高精度的实验室测量或研究。由此提出了频程数n的概念，即后一频率是前一频率的2n倍。除了倍频带、1/3倍频带以外，还可以更细地划分为1/12倍频带、1/24倍频带，甚至无限细。2n倍可用式（2.2-5）表示。nff212(2.2-5)国际标准化组织ISO和我国国家标准，在声频范围内对倍频带和1/3倍频带的划分作了标准化的规定，如表2.2-1所示。28、表2.2-1倍频带和1/3倍频带的划分（Hz）倍频带1/3倍频带倍频带1/3倍频带中心频率截止频率中心频率截止频率中心频率截止频率中心频率截止频率1611.2~22.412.5162011.2~14.114.1~17.817.8~22.41000710~140080010001250710~900900~11201120~140031.522.4~452531.54022.4~2828~35.535.5~4520001400~28001600200025001400~18001800~22402240~28006345~9050638045~5656~7171~9040002800~56003150400050002800~35503550~45004500~560012590~18010012516090~112112~140140~18080005600~1120063008000100005600~71007100~90009000~11200250180~355200250315180~224224~280280~3551600011200~2240012500160002000011200~1410014100~1780017800~22400500355~710400500630355~450450~560560~71029、声源强度：简单声源发出正弦式波时的最大体积速度。（简单声源是指尺度甚小于波长的声源）30、声强：声强是衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。声场中某一点的声强，即在单位时间内，在垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能，符号为I，单位是瓦/米2（W/m2）。31、声功率：声源辐射声波时对外做功，声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声能，符号为W，单位是瓦（W）。声源声功率或指在全部可听频率范围所辐射的功率，或指在某个有限频率范围所辐射的功率（通常称为频带声功率）32、级：在声学中一个量与同类基准量之比的对数。对数的底、基准量和级的类别应加注明。级的类别用名称表示，如声压级、声功率级、声强级等。33、分贝：dB，声学计量中一种级的单位，是贝尔的十分之一。（分贝的感觉：当物体振动时，在它周围就会产生声波，声波不断向外传播，被人们听到成为声音。人耳的听觉下限是0dB，低于15dB的环境是极为安静的环境，安静得会使人不知所措。乡村的夜晚大多是25-30dB，除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外，其他感觉一片宁静，这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。城市的夜晚会因区域不同而有所不同。较为安静区域的室内一般在30-35dB，住在繁华的闹市区或是交通干线附近的居民，将不得不忍受室内40-50dB（甚至更高）的噪声。人们正常讲话的声音大约是60-70dB，大声呼喊的瞬间可达100dB。在机器轰鸣的厂房中，持续的噪声可达80-110dB，这种高强度的噪声会损害人耳的听觉，并对神经系统产生不良影响，长期还会导致神经衰弱、消化不良、听力下降、心血管等疾病。人耳的噪声听觉上限是120dB，超过120dB的声音会耳痛、难以忍受，140dB的声音会使人失去听觉。高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。分贝对于非专业人员来讲是最难理解的，然而对于专业人士来讲分贝又是再熟悉不过了。分贝(dB)是以美国电话发明家贝尔命名的，因为贝的单位太大，因此采用分贝，代表1/10贝。分贝的概念比较特别，它的运算不是线性比例的，而是对数比例的，例如两个音箱分别发出60dB的声音，合在一起并不是120dB，而是63dB。分贝的计算较为复杂，叠加公式如下：如果两个声音Lp1和Lp2相加有：）和）1021011010lg(10(lplpLp；如果三个声音Lp1、Lp2和Lp3相加有：）和）103102101101010lg(10(lplplpLp；更多的声音相加以此类推。根据以上公式我们可以得到：60dB+70dB=70.4dB，88dB+90dB=92.1dB，80dB+80dB+80dB=84.8dB，97.5dB-92dB=96dB，使用分贝描述声音大大小被称为声压级，与后面讲到的声级不同，声压级是指在某个频率范围内的声音大小，任何声音，不同频率的分贝数可能是不同的。不能说某个声音声压级是多少，而必须说某个频率的声压级是多少。所有频率声压级的计权和是声级。就像考大学的成绩，不能说考了80分，而需要说语文考了多少分，外语考了多少分，这就是“声压级”，而声级是各科求和的“总分”。）34、声压级：声压p与基准声压p0之比，取10为底的对数乘以20即为声压级，符号为Lp，单位dB，即Lp=20lg(p/p0)，基准声压p0=2×10-5Pa。35、声功率级：声功率(P)与基准声功率(P0)之比，去10为底的对数乘以10即为声功率级，符号为Lw,单位是dB，即Lw=10Lg（P/P0）,基准声功率W0=10-12W。36、声强级：声强的上下限可相差一万亿倍，用其度量声音的强弱很不方便，同时人耳对声音强弱的分辨能力也不与声压成正比，而是近似的与声强的对数值成正比。通常声强级LI用下式表示：LI=10Lg（I/I0）。基准声压I0=10-12W。37、频带声压级：声音在某一频带中的声压级，频带的宽度和基准声压必须指明。38、声级、噪声级：用一定仪表特性和A、B、C计权特性测得的计权声压级。所有的计权声级必须说明，否则即指A声级。A、B、C计权特性分别是40、70、100方等响曲线的反曲线，计权特性用读数后的字样表示，如dB(A)等，计权的目的是为了测量的声级大小等符合人耳的听觉特性。39、响度级：表示声音强弱的主观量，声音的响度级等于等响的1000Hz纯音的声压级，单位是方（Phon）。响度级为40方的时候响度为1宋，响度级每增加10方，响度增加一倍，即40方位1宋，50方为2宋，60方为4宋，70方为8宋等。40、响度：听觉判断声音强弱的属性，根据特可以把声音排列成由轻到响的序列，响度主要依赖于引起听觉的声压，但也与声音的频率和波形有关。响度的单位是宋。(宋：响度的单位。频率为1000Hz，声压级为听者听阈以上40dB的一个纯音所产生的响度就是1宋。任何一个声音的响度如果被听者判断为1宋响度的几倍，这个响度就是级宋。)等响曲线：表示响度级与声压级和频率的关系的曲线，它是反映人耳对各频率的灵敏度。（人耳非常特别，不同频率下相同声压级的声音听起来不一样响。同样50dB的声音，低频、高频听起来没有中频听起来响，而低频63Hz的70dB的声音，和1000Hz的50dB的声音，或和8000Hz的60dB的声音听起来一样响。把频率从20-20KHz听起来一样响的单频率声音的声压级画成一条曲线，叫做等响曲线。从等响曲线图中我们可以查到两个不同频率的声音听起来一样响时各自所需要的声压级。人耳的特点是，低频不敏感，响度低，高频也不