【正文】 對于有限長線源，當(dāng)rl/3時，按上式計算。其表達式如下： 式中， k為修正系數(shù)，自由空間 k=11，半自由空間 k=8。遠(yuǎn)場只有兩個最大 (軸線 )。兩個反相位偶極子直線排列。四極子源有兩種排列方式，橫向 (正方形 )和縱向直線型。 (或銅鑼 ) 。 本講內(nèi)容 聲源 (2)偶極子聲源：一個偶極子源，可以是兩個強度相同、相位相反，并且有相距的長度要小于聲波波長的單極子源。最簡單的單極子源是一個按簡諧規(guī)律交替膨脹、收縮的球面聲源。 本講內(nèi)容 聲源 聲波的傳播形式有球面波、柱面波、平面波等。 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 2. 7 聲波的衰減 聲波在傳播過程中，由于發(fā)散、吸收、散射等作用使聲波的能量隨著離開聲源的距離的增加而逐漸衰減，其聲能衰減量與傳播距離和聲波的頻率有關(guān)。同樣經(jīng)過 B或 C測得的分貝讀數(shù)分別為 B計權(quán)聲級和 C計權(quán)聲級。 A計權(quán)曲線模擬人耳，近似于響度級為 40phon等響曲線的倒置，使低頻段有較大的衰減。 式中， Nt為響度指數(shù) (p40表， P41圖 )， F與倍頻程有關(guān)， 1/3倍頻程F=， 1/2倍頻程 F=， 1倍頻程 F=。 ：當(dāng)某一頻率的純音和 1000Hz的純音聽起來同樣響時，這時1000Hz純音的聲壓級就定義為該聲音的響度級，記為 LN，方 (phon)。在噪聲測量中經(jīng)常使用的頻帶是倍頻程和 1／ 3頻程。頻帶的劃分，是 將某一頻帶中低于下限截止頻率 fl和高于上限截止頻率 fu的信號去掉，形成一中間區(qū)域，就是頻帶寬度，簡稱帶寬 (即 Δf＝ fu— fl)。有些機器如鼓風(fēng)機、感應(yīng)電動機等所發(fā)聲音的頻譜中，既具有連續(xù)的噪聲頻譜，也具有非常明顯的離散頻率成分，這種成分一般是由電動機轉(zhuǎn)子或減速器齒輪等旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)數(shù)決定，它使噪聲具有明顯的音調(diào)，但總的說來它仍具有噪聲的性質(zhì)，稱為有調(diào)噪聲。 樂音的頻譜圖是由不連續(xù)的離散頻譜線構(gòu)成，見圖。此外，聲壓級的減法還用于分步運轉(zhuǎn)機器的噪聲源的診斷。 本講內(nèi)容 聲級的計算（ 1） 在噪聲測量中，常遇到有多個聲源或者不同頻率下的聲級的合成與分解的計算。 本講內(nèi)容 聲級的定義（ 2） 聲強級（ sound intensity level）為有效聲強與基準(zhǔn)聲強之比的常用對數(shù)的 10倍，即： 其中： LI為聲強級 (dB)， I為有效聲強 (Wm2 )， I0參考聲壓為 1012(Wm2)。 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 2. 6 聲級及其運算 聲級的定義（ 1） 由于聲音的強度變化范圍相當(dāng)寬，直接用聲功率和聲壓的數(shù)值來表示很不方便，并且人耳對聲音強度的感覺并不正比于強度的絕對值，而更接近正比于其對數(shù)值。 衍射現(xiàn)象在噪聲控制中是很有用處的。 )( kxtjiAi epp ?? ? )( kxtjrAr epp ?? ?)()(c o s2 kxtjrAiAtjrA eppk x epp ???? ???nkx? ),2,1(2/ ??? nnx ?2/)12( ??? nkx ),2,1(4/)12( ???? nnx ?本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 聲波的干涉和衍射（ 3） 聲波在傳播過程中，如遇到障礙物 (或孔、洞 )時，當(dāng)波長比障礙物尺寸大得多時，聲波會繞過障礙物而使傳播方向改變，這種現(xiàn)象稱為 聲波的衍射 。 21 ppp ??)c o s ( 111 ?? ?? tpp A)c o s ( 222 ?? ?? tpp A)c o s ()c o s ()c o s ( 221121??????????????tptptppppAAA)c o s (2 1221222 21 ?? ???? AAA ppppp AA221122111 c osc os s inin ?? ???AAAA pp ppar ct g ???本講內(nèi)容 聲波的干涉和衍射（ 2） (3)駐波 在聲波干涉中，有一種特殊的情況，即兩列平面波的頻率相同但相位相反，其合成聲場將形成駐波。 能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的聲源稱為相干聲源。且在軟邊界上反射波聲壓和入射波相位相反； 本講內(nèi)容 聲波的反射、透射和折射 21 vv? )( kxtjiAi ePP ?? ?(3)當(dāng) R2R1， rp0， tp0，這表明媒質(zhì) 2屬于軟邊界，聲波被部分反射、部分透射。且在軟邊界上反射波聲壓和入射波相位相反； (4)當(dāng) R2》 R1， rp= rI≈1， tp=2， tI ≈0，這表明媒質(zhì) 2十分堅硬，聲波幾乎被全部反射。 根據(jù)聲壓連續(xù)及質(zhì)點速度連續(xù)的邊界條件，可得到聲壓的 反射系數(shù) rp和透射系數(shù) tp。 (2)質(zhì)點法向速度連續(xù) 即分界面一側(cè)質(zhì)點振動速度等于另一側(cè)質(zhì)點振動速度。由于這兩種媒質(zhì)的聲學(xué)性質(zhì)不同，一部分聲波從障礙物表面上反射回去，而另部分聲波則透射到障礙物里面去。即在有反射存在的聲場中，聲強往往不能反映能量關(guān)系，因此采用聲功率進行評價。 本講內(nèi)容 聲功率和聲強 聲源在單位時間內(nèi)輻射的聲能量叫聲功率，單位時間內(nèi)通過垂直于聲傳播方向上面積為 S的平均聲能量稱為 平均聲功率 (sound power)，也稱為平均聲能量流。 將平面行波的聲壓及質(zhì)點速度取實部以后代入： 從這里可以看出，平面聲場中任何位置上動能與位能的變化是同相位的，動能達到最大值時，位能也達到最大值，因而總聲能量隨時間由零值變到最大值 ，它是動能或位能最大值的兩倍。聲波是機械波的一種，其實質(zhì)是能量的傳遞過程。S/m)。在理想媒質(zhì)中，實數(shù)的聲阻抗率也具有“損耗”的意思，它所代表的是能量從一處向另一處的轉(zhuǎn)移，即“傳遞耗能”，非能量轉(zhuǎn)化為熱能。即傳播過程中聲壓和質(zhì)點振速幅度保持不變，不會隨著傳播距離的增加而減弱。mol為氣體常數(shù)。在某時刻 t0，相位 φ0相同的各媒質(zhì)點的軌跡，按波動方程的解，可知此時刻 x的值為： 所以： 表明聲波傳播過程中 ,等相位面是平面，故稱為平面波。在某時刻、某位置 (t0、 x0)，聲場的聲壓為： 經(jīng)過 Δt時刻位置移動了 Δx，此時 t= t0+Δt， x= x0+Δx= x0+ c0Δt= x0+ (ω/k)Δt。 P(x)的解為： 式中， A, B為兩任意常數(shù)，由邊界條件確定。 】 本講內(nèi)容 本講內(nèi)容 類型 波陣面 聲線 聲源類型 平面聲波 垂直于傳播方向的平面 相互平行 的直線 平面聲源 球面聲波 以任何值為 半徑的球面 由聲源發(fā)出的半徑線 點聲源 柱面聲波 同軸圓柱面 線聲源發(fā)出的半徑線 線聲源 本講內(nèi)容 波動方程的解（ 1） 在穩(wěn)定的簡諧聲源作用下產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)聲場。并且聲源的尺寸越大，頻率越高，則聲波的指向性就越強。顯然點聲源的波陣面是球面，因此為球面波。均勻媒質(zhì)中波線垂直于波陣面。 本講內(nèi)容 物態(tài)方程 對于絕熱過程，壓強僅是密度的函數(shù)，也就是： 聲擾動引起的聲壓和密度質(zhì)量為： 壓強與密度變化的方向相同，令 則有： 可以近似為： 于是： 此方程即 物態(tài)方程 ，它描述了聲場中壓強 P的變化與 密度 ρ的微小變化之間的關(guān)系。 本講內(nèi)容 運動方程（ 2） 體積元左側(cè)受力： 體積元右側(cè)受力： 體積元受到合力為： 根據(jù)牛頓第二定律 整理后，有： 本講內(nèi)容 運動方程（ 3） 又因其中： 加速度 =本地加速度 +遷移加速度： 于是： 略去二階以上的微量，有： 此方程即 運動方程 ，它描述了聲壓與質(zhì)點速度之間的關(guān)系。 為了使問題簡化，必須對媒質(zhì)及聲波傳播過程作出一些假設(shè)，這樣既可以使數(shù)理分析簡化，又可以使闡述聲波傳播的基本規(guī)律和特性簡單明了。聲壓易于測量，質(zhì)點速度與密度均可有聲壓間接導(dǎo)出。 2/mpp ?dtpTp T t??021本講內(nèi)容 . 聲壓（ 4） 衡量聲壓大小的單位在國際單位制中是帕斯卡，簡稱帕，符號是 Pa， 1Pa=1N/m2。 當(dāng)物體振動時，空間某點產(chǎn)生的聲壓也是隨時間變化的，某一瞬間的聲壓稱為 瞬時聲壓 pt。 本講內(nèi)容 . 聲壓（ 2） 同樣，密度的增量 ρ’=ρρ0，也是時間和空間的函數(shù)，即：ρ’=ρ’(x,y,z,t)。 本講內(nèi)容 . 聲壓（ 1） 當(dāng)沒有聲波存在、大氣處于靜止?fàn)顟B(tài)時，其壓強為大氣壓強 P0、及溫度 T0。 聲音在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的質(zhì)點本身并不隨聲音一起傳遞過去，是質(zhì)點在其平衡位置附近來回地振動，傳播出去的是物質(zhì)運動的能量，而不是物質(zhì)本身。 本講內(nèi)容 聲波形成及傳播小結(jié) 作為傳播聲音的中間介質(zhì)，必須是具有慣性和彈性的物質(zhì)，因為只有介質(zhì)本聲有慣性和彈性，才能不斷地傳遞聲源的振動。