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发表于 2005-10-24
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我们知道声学材料主要用于控制和调整室内的混响时间，消除回声，以改善室内的听闻条件；用于降低喧闹场所的噪声，以改善生活环境和劳动条件；还广泛用于降低通风空调管道的噪声。小编专门搜集了声学方面的小知识，赶快来自检一下！- A$ M1 l; d) |# K1 T9 `7 J
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这些声学小知识，你知道多少？
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材料的吸声系数+ x; ?+ m/ L y5 j9 [
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吸声系数
, i* G7 R9 w. h9 V0 x$ ?* m. n6 @" o/ B材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（α）。
. T. M. h2 y2 G: v# ?α=Eα/Ei =（Ei-Er）/Ei=1-r
! g2 z. a# ?* }2 p# Q% K式中：Ei——入射声能； Eα——被材料或结构吸收的声能；Er——被材料或结构发射的声能； r——反射系数。$ G" ?6 Y/ b2 i8 _0 S: s
吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量。8 G; z+ y- s' t8 B& C
分贝(db)，是声压级大小的单位（声音的大小）。声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。
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吸声原理& ~; R0 k& I% f; B
当入射声能被完全反射时， α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时， α=1，表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数 α=0~1， α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。
. U- e% G7 m0 W# A. D1 F- i% m吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。
' R {; q# Z7 a( h1 p不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将 100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。
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8 w- y# {) r( ?7 ^9 g( t. |: [* C分贝、声功率、声强和声压: Z$ W5 _5 M( x9 ]4 A8 L4 J
V9 ]; V) I/ W3 w" a$ { o分贝
0 k) k: j0 A+ X" b9 |/ w) |4 F; M人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时 声音功率由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少"级"。
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2 [$ }6 R: @! V声功率（W）
& w% N% B o+ ]# _8 H( s; y声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。* P9 e. w% U* l8 B. ?
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声功率级
" X2 h1 |1 p' W7 Y( n! ALw =10lg(W/W0)' |2 v1 T' @$ O0 V
式中：Lw——声功率级（dB）；W—— 声功率（W）；W0—— 基准声功率，为10-12 W。
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声强（I）
8 b% h6 h W, x; E声强是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为 W / m2。) E9 E4 i5 q1 K9 M. X5 u
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声强级/ n7 d( Z" M1 @8 ?
LI = 10lg(I/I0)式中：LI —— 声压级(dB)；
" n h8 D# t5 T4 U6 JI —— 声强（W/m2）；
' I+ j( V$ F% wI0 —— 基准声强，为10-12 W/m2。
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* M8 J/ }! \7 m( R7 z. k8 ^声压（P）; c' b; n5 [1 p$ G3 R
声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系是：I= P2 / ρc式中：ρ-空气密度，如以标准大气压与20℃的空气密度和声速代入，得到ρ· c =408 国际单位值，也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗。
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声压级
' u% j x# U2 O: I) f$ JLP = 20lg(P/P0): n* s Q' M3 O% P! ]6 n# H
式中：LP—— 声压级（dB）；P ——声压（Pa）；P0—— 基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。
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2 Z ?' B+ G- a# {8 V响度（N）
6 H, i- r" `% u) p% U* }* l响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，它不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。响度的单位为"宋"，1宋的定义为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比1宋的声音大n倍，即该声音的响度为n宋。5 |0 L/ w+ I7 S: ~3 `( F
2 ?" u5 o( S% S7 }3 u5 I2 v# V) v+ ^8 s这些声学小知识，你知道多少？
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响度级(LN)+ v2 j8 t1 Z! P' o6 p. a
响度级是建立在两个声音主观比较的基础上，选择1000Hz的纯音作基准音，若某一噪声听起来与该纯音一样响，则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级（dB）。响度级用LN表示，单位是"方"。如果某噪声听起来与声压级为80dB，频率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是80方。( X0 [* r9 g: C; ]( x
根据大量的实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。它们的关系可用下列数学式表示：N = 2[(LN-40)/10] 或 LN = 40+33lgN注意，响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。应先将各响度级换算成响度进行合成，然后再换算成响度级。1 f+ x0 ]& D9 |3 E `( H2 J- p
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声级
6 z4 R! i$ a2 ^. E9 A. U为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，有关人员在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级。通用的有A、B、C和D计权声级。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性；D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。计权网络是一种特殊滤波器，当含有各种频率通过时，它对不同频率成分的衰减是不一样的。A、B、C计权网络的主要差别是在于对低频成分衰减程度，A衰减最多，B其次，C最少。A、B、C、D计权的特性曲线见十四、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级。 |
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