声音的传播特性（4学时）ppt课件.ppt

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1、第三节声波的传播特性一个噪声源发出的噪声，一般都包含多个频率的声波；对于某噪声环境，可能同时存在多个噪声源，每个声源都会发出各自的声波。也就是说，我们在研究噪声时就会涉及到“声波的叠加”。3.1声波的叠加波的最简单的形式就是一个频率的简谐波。噪声可以看成许多不同频率、不同强度简谐波的合成。pA波长λ简谐波声压对时间和位移的函数关系是：声波的叠加原理从前面我们可以知道：空间中某点实际上是多列简谐波共同作用的结果。那么，这点的瞬时声压就等于各列波在这点的瞬时声压之和。为了简化问题，首先讨论频率相同的两列简谐波的叠加。设声场中某点P至两声源的距离为x1、x2。则两列波在这点的瞬时声压为：p1、p2

2、——第1、2列波在P点的瞬时声压，Pa；pA1、pA2——第1、2列波的声压幅值，Pa；φ1、φ2——第1、2列波的初相位，即φ1＝kx1、φ2=kx2。xxxx如果声场中某点的x1、x2为定值，则这两列波具有固定相位差。这种具有相同频率和固定相位差的声波称为相干波，它们的叠加就是相干波叠加。xxxxP1P2两列相干波在空间某些地方振动始终加强，在空间某些地方振动始终减弱，这种现象称为干涉现象。一、相干波叠加对某一定点来说，kx2-kx1是一定值，对空间中不同点而言，kx2-kx1是一变量，所以cos(kx2-kx1)是周期函数。在一般的噪声问题中，经常遇到多个声波，或者频率不同，或者相互之

3、间并不存在固定的相位差，或者两者兼有。怎么叠加呢？以两列频率相同，而不存在固定相位差的声波为例。同前面的过程一样：对空间中任意点来说，φ2-φ1随时间无规变化具有不同频率，而有固定的相位差或者具有不同频率，且并不存在固定的相位差的两列波，运用上述方法，同样可得到：因此，我们认为这些声波是互不相干的。也就是说：具有相同频率，而没有固定的相位差；具有不同频率，而有固定的相位差或者具有不同频率，且并不存在固定的相位差的波为不相干波。二、不相干波叠加推广到n列不相干波：一般由几个噪声源发出的声波，或同一噪声源发出的不同频率的波都互不干涉，因此可以按此规则叠加。噪声的叠加原理噪声的相加实际上是能量的相

4、加三、噪声的叠加写成声压级的形式：一个噪声源发出的噪声，一般都包含多个频率的声波；对于某噪声环境，可能同时存在多个噪声源，每个声源都会发出各自的声波。四、分贝的运算分贝和分贝减分贝平均1、分贝和例1在某测点处测得一台噪声源的声压级如下表所示，试求测点处总声压级有多少分贝?中心频率631252505001000200040008000声压级8487909596918580（1）公式法L1-L201234567891011△L3.02.52.11.81.51.21.00.80.60.50.40.3步骤：(1)将求和的声压级从大到小排列(L1、L2，…，Ln)；(2)先求L1与L2的差值：L1-L

5、2；(3)由差值L1-L2从表中查得增值△L(也可查曲线图)(4)L1+2＝L1+△L，(5)再将L1+2与L3求和，直到最后，求出总合成声压级（2）图表法例2分别测得两台机器在某测点处的声压级均为87dB，问总声压级是多少dB？计算结果说明了什么？2、分贝减除待测噪声以外，环境中其他声音总称为本底噪声，亦称背景噪声。在有本底噪声的环境里，被测对象的噪声是无法直接测定的，只能分别测到机器运转时的声压级与机器停止时的本底噪声声压级。如何才能从测量结果中扣去本底噪声，从而得到机器真实的声压级，这就涉及到分贝“相减”的运算。设背景噪声为LpB，背景噪声和机器噪声的总声压级为Lpt，机器真实的声压级

6、为Lps。例3在某点测得机器运转时声压级为90dB,当机器停止时声压级为86dB，求机器真实的声压级。3、分贝平均应用情况：有时我们需要在同一测量面上测量好几个声压值，计算其平均声压级来表示该测量面上的声压级。对于一点多次测量的结果，也需要计算平均声压级。分贝的平均是以分贝和的公式为基础来进行计算，计算式如下：例4试求下列测量值Lp1＝100dB、Lp2＝98dB、Lp3＝95dB、Lp4＝97dB的平均值。3.2声波的反射、透射和折射声波在传播途径中遇到两种媒质界面时，一部分声能量会在界面发生反射，一部分声能量则透射到第二种媒质中去。我们假定界面离开声源较远，传播到界面的声波可看作平面声波

7、。（所以在这里我们仅讨论平面波的反射、透射和折射）一、垂直入射的反射和透射ptprⅠⅡpix平面声波在界面的反射和透射与媒质的声阻抗有关。ρ1c1＝ρ2c2，声波在界面没有反射，而是全部透射；ρ1c1≠ρ2c2，声波在界面全反射。人在空气中讲话，讲话声不能透过水面在水中传播。二、斜入射的反射和折射根据著名的斯涅耳反射和折射定律。piⅠⅡxprptθiθrθt两种媒质声速不同，声波将发生折射；即使是同一种媒质，