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噪声的基本原理科普:

更新时间:2023-10-26      点击次数:418
一、振动与声波
1.声音产生:是一种物理现象,它是由物体的机械振动而产生的。
2.声源:振动的物体,即固体、气体或液体称为声源。
3.声音是一种波动,通常称为声波。声音传播时并不是随同声波流动。这就象石子投 水中激起的水波一样,圆形水波一圈圈扩散开去的时候,水的质点并未与水波一起前进,只是在其平衡位置附近往返振动在原地上下运动。
4. 声音传播的媒质是空气,声源上下不断振动使得声源上面一层的空气分子也随着上下振动。由于空气分子之间有一定的弹性,以及分子的惯性,振动着的分子又带动了与其相邻的其它分子,依此类推。如:鼓面的振动就可以使远处的空气分子发生振动,这个振动的能量通过空气分子传到我们的耳中,则听到了鼓声。
5. 声音的三要素:
强弱:由声波的振幅来决定,振幅越大,表示声波的能量越高,因此声音也就越大声.
音调:高低由振动的频率决定,频率越高,声音就越尖锐。
音色:音色的差别则是由波形来决定。
 
 二、声压和声压级
 声音是在大气压上的压强波动。这个压强波动的大小简称为声压。单位是 Pa(帕) 用 p表示。我们通常生活的环境压强是一个大气压,当声音这个疏密波传来时,疏部的压强就稍稍低于一个大气压,密部的压强稍稍高于一个大气压。如:鼓皮敲得重,上下振动剧烈,声压大,听起来声音就响。反之振动小,声压小,听起来声音就弱。
 1. 声压级:人耳刚刚能听到的 小声压只有一个大气压的五十亿分之一。而人耳能短时忍受的 大声压那也不过是一个大气压的千分之几,如:喷气式飞机附近的声压可达数百帕,在这声音下人耳感到压痛、头昏,时间稍长就会引起耳聋。从刚刚可以听到的声音到人们不堪忍受的声音,声压相差数万倍,显然,用声压表达各种不同大小的声音实在太不方便了。为了实用上方便,同时考虑到人耳对声音强弱反应的特性,用对数方法将声压分为百十个级,称为声压级。
 2.声压级的定义:声压与参考声压之比的平方取常用对数乘以10,单位是 dB(分贝)。声压加倍,声压级仅增加 3dB。同样通过计算可以得知,声压增加 10倍,声压级增加 20dB,声压增加 100倍,声压级增加 40dB。
 3.衡量声音强度的还有声强级和声功率级等。
 ① 声强:在垂直于声波传播方向上,单位时间内通过单位面积的声能,声强与声压的平方或正比声压的叠加实质上是声强的叠加。
 ② 声功率:声源在单位时间内辐射的总声能。
 4. 声压级表示:用峰值、平均值和有效值表示。
峰值就是瞬时声压的 大值。
平均值是瞬时声压的绝对值在一段时间上的平均数。
有效值是瞬时声压平方值在一段时间的平均数的平方根,又称均方根值
 5. 我们常见声源感觉,A声级[dB(A)](测点距离声源1-1.5m)
30以下消声室极静,几乎感觉不到。30以下消声室极静,几乎感觉不到。
30~40轻声耳语很静30~40轻声耳语很静
40~60普通室内交谈声,小空调机安静、正常交谈声音40~60普通室内交谈声,小空调机安静、正常交谈声音
60~70一般说话。工厂噪声(60~70dB)一般60~70一般说话。工厂噪声(60~70dB)一般
80大声交谈,较吵的街道,建筑干扰谈话,提高嗓门或靠才能交谈。80大声交谈,较吵的街道,建筑干扰谈话,提高嗓门或靠才能交谈。
90嘈杂的街道,空压机站,泵房,很吵,大喊大叫也听不清。90嘈杂的街道,空压机站,泵房,很吵,大喊大叫也听不清。
100~110机器,电锯,砂轮机,大鼓风机难过,听力受损100~110机器,电锯,砂轮机,大鼓风机难过,听力受损
110~120凿岩机,球磨机,柴油发动机难以忍受痛,呆一分钟即暂时致聋110~120凿岩机,球磨机,柴油发动机难以忍受痛,呆一分钟即暂时致聋

三、声波的传播类型:实际情况下经常可以找到近似为某种类型波的条件。
球面波(点声源):点声源声波在传播时,随着离声源距离的增加,声压要降低。
①  距离增大一倍时,  声压级减小 6 dB;
②  距离增大 10倍时, 衰减 20 dB;
③  距离增大 100倍时,衰减 40 dB。
2. 柱面波(线声源):若其长度远大于传播距离,这时距离加倍时,声压级衰减 3 dB。
3. 平面波:对于面声源,可以认为是辐射平面波,平面波不随距离声源远近而变化。


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