一、聲音的基本性質

　　聲音來源于振動的物體。輻射聲音的振動物體稱為“聲源”。聲源要在彈性介質中發聲并向外傳播。聲波是縱波。

　　(1)人耳所能聽到的聲波的頻率范圍為20~20000Hz，稱為可聽聲。低于20Hz的聲音稱為次聲;高于20000Hz的聲音稱為超聲。次聲與超聲不能使人產生聲音的感覺。

　　(2)室溫下空氣中的聲速為340m/s.聲速c，波長λ和頻率f有如下關系：

　　頻率為100～10000Hz的聲音的波長為3.4～0.034m.這個波長范圍與建筑物室內構件的尺度相當，在室內聲學中，對這一頻段的聲波尤為重視。

　　-f2.每一頻帶以其中心頻率fc標度，.建筑聲學設計和測量中常用的有倍頻帶和1/3倍頻帶;在倍頻帶分析中，上限頻率是下限頻率的兩倍，即fl=2f2;在1/3倍頻帶分析中，在可聽聲范圍內，倍頻帶及1/3倍頻帶的劃分及其中心頻率如表3―l所示。表中第一行為1/3倍頻帶中心頻率，第二行為倍頻帶中心頻率。

　　(4)波陣面與聲線

　　聲波從聲源出發，在同一介質中按一定方向傳播，聲波在同一時刻所到達的各點的包絡面稱為波陣面。聲線表示聲波的傳播方向和途徑。在各向同性的介質中，聲線是直線且與波陣面垂直。依據波陣面形狀的不同，將聲波劃分為：

　　1)平面波――波陣面為平面，由面聲源發出;

　　2)柱面波――波陣面為同軸柱面，由線聲源發出;

　　3)球面波――波陣面為球面，由點聲源發出。

　　一個聲源是否可以被看成是點聲源，取決于聲源的尺度與所討論聲波波長的相對尺度。當聲源的尺度比它所輻射的聲波波長小得多時，可看成是點聲源。所以往往一個尺度較大的聲源在低頻時可按點聲源考慮，而在中高頻則不可以。

　　(5)聲繞射

　　聲波在傳播過程中，遇到小孔或障板時，不再沿直線傳播，而是在小孔處產生新的波形或繞到障板背后而改變原來的傳播方向，在障板背后繼續傳播。這種現象稱為繞射，或衍射。

　　(6)聲反射

　　聲波在傳播過程中，當介質的特性阻抗發生變化時，會發生反射。從幾何聲學角度，可更直觀地解釋為，聲波在傳播過程中遇到尺寸比聲波波長大得多的障板時，聲波將被反射。根據界面的粗糙程度，聲波在界面上的反射可分為鏡像反射和擴散反射。

　　1)鏡像反射

　　鏡像反射聲線的方向可由虛聲源法確定。如果用聲線表示聲波的傳播方向，則反射聲線可以認為是從虛聲源發出的。

　　鏡像反射遵循斯奈爾聲波反射定律，即入射聲線、反射聲線和反射面的法線在同一平面內，入射聲線和反射聲線分居法線的兩側，反射角等于入射角。

　　2)擴散反射

　　當界面比較粗糙，其凸出部分不小于入射聲波波長的1/7時，人射到界面上的聲波會發生擴散反射。這時，聲波被分解成許多較小的反射聲波，傳播的立體角擴大。

　　(7)反射系數、透射系數、吸聲系數

　　聲波入射到構件時，入射聲能中的一部分聲能被反射，一部分透過構件，還有一部分由于構件的振動或聲音在其中傳播時介質的摩擦或熱傳導而被損耗，稱為材料的聲吸收。

　　根據被反射、透過和吸收的聲能占總入射聲能的比例，分別定義了材料的反射系數、透射系數和吸聲系數，如下：

　　反射系數：

　　透射系數：

　　吸聲系數：

　　式中E0，Eτ，Eγ――分別為人射聲能、被界面反射的聲能和透射的聲能。

　　τ小的材料稱為隔聲材料，α>0.2的材料稱為吸聲材料。在進行室內音質設計與噪聲控制時，必須了解各種材料的隔聲與吸聲特性，從而合理地選用材料。

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