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声音测量基础知识-第2部分“声音作为”波“的性质”

(1)纵波,波长,频率

上次作为新系列的第一次,我从声音的定义开始。
同样,声音被定义为“声波或由其引起的听觉感觉”,并且作为属性分为三类:社交,文化和信息。从这时起,我将主要解释物理声音,但首先我想从波浪的基本属性开始。

我们知道声音就像声波一样,是波。然而,声音的波浪不能像水面上的波浪那样用眼睛看到,所以很难掌握真实的感觉。即使它说“声音是由空气振动引起的疏密波,并且是纵波。”,对于那些不是专家的人来说,也很难理解。

在将声音解释为波浪之前,我想简要提及“地震波”作为熟悉的波浪,虽然它有点偏向于横向。
正如许多人所知,地震波分为P波和S波。P表示第一波的P, S表示第二波的S。最近,通过震源地附近震动小的P波的信息,开始提供告知震动大的S波各地到来时间的紧急地震信息。请参见图1。

  • 图1地震波P波和S波
    图1地震波P波和S波

此图显示P波和S波的摆动方向不同。P波是垂直波 (疏密波),其中地面沿与波的行进方向相同的方向振动;S波是垂直振动的横波。
P波在地壳以约6.5 km/s的速度前进,在地面产生初期微动。从正下方传播的情况下,会感觉到纵向摇晃。另一方面,S波在地壳中以约3.5 km/s的速度前进,并且在地面上感觉到大的横向摆动。其他还有比被称为表面波的S波更晚到来的波,这里就省略了。

地震波的P波是纵波,其中介质 (地面) 以与波的行进方向相同的方向振动,并且可以说它是以与声音相同的传播方式传播的波。除了空气以外,声音也在固体和液体中传播。
骨传导声音是传播固体的声音,我认为每个人都有经验
即使在水中也能听到声音。

图2是声音如何作为声波在空气中传播的示意图。在此图中,以spiker
发出的声音为例,以极端的方式绘制空气密度的疏密度。

  • 图2扬声器发出的声波
    图2扬声器发出的声波

当扬声器的振动板向前移动时,靠近振动板的空气密度增加,相反,振动
当板从其原始位置向后移动时,密度变薄。这样,空气
中选择新的扶手类型,来修改默认的扶手。当扬声器振动板移动缓慢时,天空
气的密度的疏密间隔扩大,相反如果动作变快,疏密间隔就会变窄。

如扬声器振动板所示,声波可能是由接触振动物体的空气振动产生的,也可能是“气流在静止空气中喷出,直接在空气中引起涡旋和紊乱并产生声波”。我们周围的机器产生的声音主要是由于前一个原因。由打击、碰撞、旋转、摩擦、电磁力等各种驱动因素产生的振动,传到空气中产生声音。后一个示例包括爆炸、声音和发动机排气声音。

声音引起的空气振动,以大气压为中心引起压力变化。这种微小的压力变化称为声压。图3显示了声压在时间和位置上的变化。以大气压为中心,密度变高的部分是波峰,密度变低的部分是波谷。

  • 图3表示声压时间和位置变化的波形
    图3表示声压时间和位置变化的波形

如果轴由距离表示,则该山和山之间的间隔是波长,如果它由时间轴表示,如下图所示,则变为周期。换句话说,上图显示了声音如何在某个时间在空间上传播的波形,下图显示了声音如何在某个地方随时间变化的波形。

如果频率f (Hz) 是一秒内的往返运动的次数并且声音的波长是λ (m),则与声速 (声音在一秒内前进的距离) c (m/s) 的关系如下:

  • (1)纵波,波长,频率
    c:约340 m/s (温度20°C)

按钮,将选定控件在Tab键次序中下移一个位置。这种波长和频率之间的关系是噪音对策现场和设计过程中处理声音的基础中的基础。根据这种关系,我们将决定吸音材料的位置和尺寸,房间的形状等。我将在处理这些内容时解释具体的例子。

○参考文献

  • “波动”Newton 2009年1月

(摘自2009年5月28日发行的电子邮件杂志)