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发表于 2006-11-20
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浅谈扩散声场与声场扩散
1.扩散声场的概念
扩散声场是在声学原理中有理论定义的一种理想声场,在《声学名词术语》中释为“能量密度均匀,在各个传播方向作无规分布的声场”。它包含:(1)扩散声场中各点声能密度均匀;(2)来自各个方向到达某点的声强近似相等;(3)来自各个方向到达某点声波的相位无规。
在实验中,人们可用混呼室来建立接近于扩散声场的实验条件:在简正模式重叠数较大的“高频”,在声源近场区外,基本可达到上述扩散声场的理论条件。
必须指出,这里所说的声能密度均匀不等于声压级均匀。声能包括功能和势能,声压只代表势能。P.E.Doak理论计算了在扩散声场假定下,单频激发时扩散声场中各点声压级平均值的标准偏差为5.57dB。另外H.G.Andres,D.Lubmann证明频带噪声激发时,扩散声场中各类声压级平均值的标准偏差与带宽和混响时间乘积的平方根成反比。更早些时间R.V.Waterhouse计算了封闭空间中界面处的干涉图形:相对于中间平均值而言,刚性界面上的声压级高3Db,棱线上高6dB,顶角上高9dB。这些都说明扩散声场中的声压不一定均匀。相反声压均匀的声场也不一定就是扩散声场。一个明显的例子就是无限长均匀管道中的平面波,各处声压均匀。故决不能以声压均匀作为扩散声场的特征。
C.F.Eyring的混响时间公式是用统计声学方法推导出来的,具有扩散声场的理论假定。二次大战前后,建筑声学成为一门系统学科,并应用于建筑声学的设计,在20世纪50年代,一方面有声学设计成功的例子,如英国皇家节日音乐厅;另一方面发现即使到了最佳混响时间的设计之个,音持仍可能很不满意。故出现了除最佳混响时间之外,去寻找决定厅堂音质的“第二参量”的研究热潮。“声场扩散”成为当热门话题。
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