|
楼主 |
发表于 2006-6-30
|
声学原理(3)
, `( G, T7 m" s" f
. w6 y g$ u: t
早期反射声是在室内声场的反射声中较早到达人耳的声波较强,这个较强的反射波称之为早期反射声。早期反射声可以加强直达声,展宽声源。早期反射声时间的长短,可以使人感觉声场的大小。
" v! n, b3 Z/ K( A5 N# }以室内声场的声能密度衰减到原始值的百万分之一时所经过的时间进行量度,称为混响时间。因此,混响时间可定义为室内声音已达到稳态后停止声源发声,平均声能密度自原始值衰减60分贝所需的时间,并用T60或RT表示。
" q. Q" ^; d4 i. z. N0 g塞宾公式:T60=0.161V/Sa V--房间容积 S--室内总表面积 a--室内平均吸声系数 , n, O- I+ s4 f+ p. ^4 R3 R" G) Q
伊林公式:T60=0.161V/-Sln(1-a)+4mV 4m--空气衰减系数 伊林公式不仅考虑了室内表面的吸声,且考虑;际上.当房间较大时,空气对频率较高的声音 (2kHz以上)也有较大的吸收。这种吸收主要取决于空气的相对湿度和温度的影响。 . H! q7 @, [. i1 N% d7 n7 h
声波存在的空间叫做声场。被研究的声场有扩散声场,即声源向四方传播,没有反射。这种能使室内任一位置上的声波可以沿所有方向传播的声场称为扩散声场。这里所说的:"扩散",具有明确的.物理意义。严格意义上的扩散声场必须满足以下三个条件:(1)室内的声能密度均匀,即声能密度处处相等;(2)声能在室内各个方向传递的几率相等;(3)从室内各个方向到达任一点的声波,其相位是无规的。在这样的声场中,声波无论在空间位置上,还是在传播方向上都不会一成不变地"聚集"在一起,而是随着传播过程的进行逐渐扩展,并分散开来,直至充满全部空间并遍及所有方向。 8 m9 r9 \* o* H( c
自由声场:媒介是均匀的,各向同性,并足够大,以致于边界影响忽略不计,没有任何障碍物的声场 % \1 O0 P2 k* t/ ~) c/ c
在一般情况下,扩散声场的条件是难以满足的,但在一定条件下,把不规则的大房间中的声场近似地作为扩散声场处理,所得的结果与实际情况相差不大。然而,如果房间的形状简单而规则,情况则不然。这时在室内就可能出现声场的严重"不扩散"状况,声波就可能在某些位置或某些方向上特别加强,而在另一些位置或方向上特别削弱。例如在圆形大厅中,声波将聚集在大厅中部;在正方形房间中,沿某些方向的驻波将较强等等。为了尽可能在室内形成扩散声场,应避免采用凹形壁面,而凸面反射体的正确使用,则是使室内声场趋向扩散的一种有效方法。这种能够促进声场扩散的反射体通常称为声扩散体。
5 k8 e# Y4 k' x" } h2 N声波传播中的衰减与声波传播的距离有关,声波原来具有的能量越多,传播的距离越大,那吸收的声能量也就越多,声强的改变相应越大。声强变化的大小与声强及传播距离成正此关系。声强按指数函数规律随距离增加而衰减。声压也是按指数函数的规律随距离衰,不过比声强的衰减要缓慢。声源发出的声能无阻挡的向远处传播,接收点的声能密度与声源距离每增加1倍衰减6dB。与空气的吸收有关,声音是在室外长距离传播时,地面之上的温度差 (梯度)将会影响声音的传播,声音的折射是指声音传播方向的变化,这是由于其速度会因温度的提高而稍微加快。,干燥空气比湿的空气对声音的衰减要大一些。这种影响只是在2kHz以上时十分明显。这就是说随着距离的增加,高频的衰减要此低频的大一些,并且当相对湿度在20%或稍低时衰减量是最大的,既空气温度升高或湿度增大时,衰减系数相应降低。与声音的频率有例如,频率为400Hz和8kHz的平面波,在空气中传播1000rn后,从声压级降低的数值中发现频率较低的声波衰减不大,而对于高频率、远距离传输的信号,衰减是相当可观的。在声源近处,由于声波的逸散而产生的衰减量占主要地位;在声源远处,由声吸收产生的衰减量将转化为主要因素。与使用的吸声材料的吸声系数有关,一些松散的多孔材料或内部自身摩擦很大的阻尼材料,会强烈地吸收声波。与声能量的转换有关,既间内某一物体时损声波每次撞击某一边界表面或房间内某一物体时损失了多少声能。 |
|