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描述声音的物理量是什么

发布时间:2022-04-15 21:29:51

‘壹’ 声音的物理特性

1.声音的发生、频率、波长和声速

当物体在空气中振动,使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递,且这种振动频率在20~20000 Hz时,人耳可以感觉到,称为可听声,简称声音。频率低于20Hz的叫次声,高于20000 Hz的叫超声,它们作用于人的听觉器官时不引起声音的感觉,所以不能被人听到。

声源在1 s内振动的次数叫频率,记作f,单位为Hz。

振动一次所经历的时间叫周期,记作T,单位为s。显然,频率和周期互为倒数,即T=1/f。

沿声波传播方向,振动一个周期所传播的距离,或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称作波长,记为λ,单位为m。

1s内声波传播的距离叫声波速度,简称声速,记作c,单位为M/S。频率、波长和声速三者的关系是:

c= fλ

声速与传播声音的介质和温度有关。在空气中,声速(c)和温度(t)的关系可简写为:

c=331.4+0.607t(M/S)

常温下,声速约为344 m/s。

2.声功率、声强和声压

声功率(W):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。

声强(I):指单位时间内,声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量,单位为W/m2。

声压(P):是由于声波的存在而引起的压强增值,单位为Pa。声波是空气分子有指向、有节律的运动。声波在空气中传播时形成密集和稀疏的交替变化,所以压强增值是正负交替的。但通常讲的声压采用取均方根值的形式,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:



式中:P—空气密度。

如以标准大气压与20℃时的空气密度和声速代入,得到P·c = 408 Pa·s/m,该物理量的单位也叫瑞利。P·c 称为空气对声波的特性阻抗。

3.分贝、声功率级、声强级和声压级

人们日常生活中遇到的声音,若以声压表示,由于其变化范围非常大,可达六个数量级以上,同时由于人的听觉对声信号强弱刺激反应不是线性的,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(如A和Ao)之比取以10为底的对数并乘以10(或20):



分贝符号为“dB”,它的量纲为一,在噪声测量中是很重要的参量。式中Ao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,此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”。

声功率级:



式中:Lw—声功率级,dB;

W—声功率,W;

Wo—基准声功率,10-12 W。

声强级:



式中:L1—声强级,dB;

I—声强,W/m2;

Wo—基准声强,10-12 W/m2。

声压级:



式中:Lp—声压级,dB;

P—声压,Pa;

Po—基准声压,2×10 -5 Pa,是人耳刚能听到的1 000 Hz纯音的最低声压。

4.噪声的叠加和相减

噪声的叠加:两个以上独立声源作用于某一点,产生噪声的叠加。

声能量是可以代数相加的,设两个声源的声功率分别为W1和W2,那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时,叠加后的总声强I总=I1 +I2。但声压不能直接相加。



如Lp1=Lp2,即两个声源的声压级相等,则总声压级:

Lp=Lp1+10 1g2

≈Lp1+3(dB)

即作用于某一点的两个声源声压级相等时,其合成后的总声压级比一个声源的声压级增加3 dB。当声压级不相等时,按公式计算较麻烦,可以利用图7-1查曲线来计算。方法是:设Lp1>Lp2,以其差值按图查得△Lp,则总声压级Lp总=Lp1+△Lp。

[例]两声源作用于某一点的声压级分别为Lpl = 96 dB , Lp2 = 93 dB,由于Lpl-Lp2 = 3 dB,查曲线得△Lp=1.8 dB,因此Lp总=96 dB+1.8 dB=97.8 dB。



图7-1两噪声源叠加的声压级曲线

由图可知,两个噪声叠加,总声压级不会比其中任一个大3 dB以上;而两个声压级相差10 dB以上时,叠加增量可忽略不计。

掌握了两个噪声的叠加,就可以推广到多个噪声的叠加,只需逐次两两叠加即可,而与叠加次序无关。

例如:有八个声源作用于一点,声压级分别为70 dB,70 dB,75 dB,82 dB,90 dB,93 dB,95 dB,100 dB,它们合成的总声压级可以任意次序查图7-1的曲线两两叠加而得。任选两种叠加次序如下:



应该指出,根据波的叠加原理,若是两个相同频率的单频声波叠加,会产生干涉现象,即需考虑叠加点声波各自的相位,不过这种情况在环境噪声中几乎不会遇到。

噪声的相减:噪声测量中经常遇到如何扣除背景噪声的问题,这就是噪声的相减问题。通常噪声源的声级比背景噪声高,但由于后者的存在使测量读数增高,故需要减去背景噪声。图7-2为背景噪声修正曲线,使用方法见下例。



图7-2背景噪声修正曲线

(例)为测定某车间中一台机器的噪声大小,从声级计上测得声级为104 dB,当机器停止工作时,测得背景噪声为100 dB,求该机器噪声的实际大小。

解:由题可知104 dB是指机器噪声和背景噪声之和(Lp),而背景噪声是100 dB (Lp1)。Lp-Lp1=4dB,从图7-2中可查得相应的△Lp=2.2 dB,因此该机器的实际噪声级气Lp2为:Lp2=Lp-△Lp = 101.8 dB。

‘贰’ 描述声音的物理量包括核磁分贝安培

声波的幅度决定音量,比如音响的音量开关大小;声波的长短决定音调,比如高低音;声波的波形决定音差,比如锣声和鼓声,比如不同拼音拼出不同的声音;声波的波纹决定音色。由于每个人的声音的波纹,就像指纹,没有相同的两片树叶那么,所以模仿者的假李逵一到公安部门就原形毕露。

‘叁’ 声音的强弱可以用什么来描述

声音的强弱,与( 振动的振幅 )有关;声音的高低,与( 振动的频率 )有关。声音的强弱可以用分贝来表示。分贝还是一种测量声音相对响度的单位。分贝用dB表示。因为任何物体的振动都会发生声音,而同一时刻,世界上将有数以万计的物体在振动,所以,可以这么说,世界乃至整个宇宙充满着声音,人们就是生活在“声音的海洋”之中。声音对人类的重要性一点也不亚于空气、水、食物。正因为如此,人们特别是声学专家才对声音作系统而又深刻的研究。至今,声学专家已掌握了大量有关声音规律的知识。然而,一段时间内,声学知识曾受到冷遇,具体表现在我国的中学物理课本上对声学知识一字不提,直到1984年,我国的高中物理课本才加强了声学部分的知识,介绍一些有关声学知识方面的概念。对声学知识的偏废,必然会产生一批“声盲”。不是吗?你稍加注意,在你周围认为“声音的强弱”与“声音的高低”是一回事的人数还是相当可观的。本节结合区分声音的强弱与声音的高低来介绍声音的几个常用概念。声音的强弱有时又称声音的大小,它决定于使物体振动的外力的大小。如轻拨琴弦,声音就弱(小),重拨琴弦,声音就强(大)。语音的强弱,决定于呼出气流力量的大小。气流对发音器官的压力大,声音就强;相反,声音就弱。以上是直接从促使声源(振动物)振动的外加策动力的大小来定义声音的强弱,属于“因果性定义”。声学上,描述声音强弱的科学术语是“响度”,有时亦称“音量”或“声量”。所谓响度,就是听觉所估计的声音强弱程度的物理量。显然,它是一个主观感觉量,其大小主要与“声强”的大小有关。而所谓声强,就是每单位时间内通过与指定方向相垂直的单位面积上的平均声能,它的单位是瓦特/米2。一般人的耳朵可以感受声强变化范围很宽的声波(大约从10-12瓦特/米2~1瓦特/米2),但是,人耳对声强的变化感觉却很迟钝,这种感觉大致与声强的对数成正比。例如,声强增大10倍时,入耳听起来只感到响度为原先的2倍;声强增大100倍时,听起来也只觉得响度大约为原先的3倍。于是,人们规定用对数标度来描述声强的大小,选定(空气中)声强的参考基准I0=10-12瓦特/米2,则某一声强I与I0之比的对数再乘以10,就称作为声强的声强级LI,即[Math Processing Error](分贝)。声音在空气中传播时,空气的压力(p)会围绕大气压(p0)发生涨落,涨落值(Δp=p-p0)就叫做声压。随着声音(波)的传播,声压时刻在变化,而通常所说的声压实指它的有效值。事实上,声强的测量是一件不太容易的事,而测量声压却很方便。因此,描述声音强弱的物理量常采用声压。声音的强弱不仅与声压(或声强)有关,也与声音的频率有关。实验证明,人耳对中、低声压级的低频声音与高频声音的听觉相对不敏感,而对频率3000~4000赫之间的声音最敏感。响度的单位是宋或毫宋,40分贝声级的1000赫的纯音的响度就是1宋,1毫宋的响度相当于刚能听到的声音。不过人们更加常用响度级来描述声音的强弱,响度级的单位是方,某个声音由正常人耳判断与1000赫纯音的1分贝声压级等响,则它的响度级就定为1方,声音响度级的方数等于与它等响的1000赫纯音声压级的分贝数。

‘肆’ 反映声音特性的三个物理量是______. 响度:声音的______叫做响度.声音的响度与声源的______、______有

(1)反映声音特性的三个物理量是音调、响度、音色.响度指声音的强弱,是由声源振动的幅度决定的,振幅越大,响度越大,还与距离声源的远近有关.
(2)在喇叭前的烛焰摇曳、雷声使窗户振动、雪山上大声说话能引发雪崩,这些都说明声音具有能量.
故答案为:音调、响度、音色;强弱;振幅;距离声源的远近;能量.

‘伍’ 描述声音的物理量有哪些

表示声音特性的物理量有响度、音调和音色,简称声音的三要素。

‘陆’ 描述声音的物理量有哪些 a 赫兹

不包括安培
首先有声速,然后是音色、音调、响度。声音强弱用分贝。
声音作为一种波,有振幅有频率。
再就是乐音和噪音的区分

‘柒’ "卡里路"是声音的物理量吗

声音的物理量:分贝(dB,deci Bel)

是电学和声学计量中的一个单位,是以美国发明家亚历山大·格雷厄姆·贝尔的名字命名的。即两种电或声功率之比或两种电压或电流值或类似声量之比;分贝还是一种测量声音相对响度的单位。分贝用dB表示。

卡路里(简称卡,缩写为cal),由英文Calorie音译而来

其定义为在1个大气压下,将1克水提升1摄氏度所需要的热量;卡路里(calorie)是能量单位,现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册上,国际标准的能量单位是焦耳(joule)。作为食物热量的法定单位,在欧洲普遍使用焦耳,美国则采用卡路里。虽然焦耳是中国大陆与台湾地区的法定单位,然而由于沿袭传统,卡路里在中国大陆与台湾地区仍然被广泛的使用。

‘捌’ 能够反映声音特性的三个物理量是什么

是音调、响度、音色
物理学用频率来描述物体振动的快慢,频率的单位是赫兹,简称赫,符号Hz,频率就是物体每秒内振动的次数,物体在1s的时间里如果振动100次,频率就是100Hz
1大多数人能够听到的声音的频率范围是从20 Hz -20000 Hz人们把高于20000 Hz的声音叫做超声波,把低于20 Hz的声音叫做次声波
频率决定音调的高低,频率越高,音调越高
振幅决定响度的大小;振幅越大,响度越大

‘玖’ 声音的音量在物理学种用哪一个物理量表示

声音的音量在物理学种用响度这个物理量表示
音量又称响度、音强,是指人耳对所听到的声音大小强弱的主观感受,其客观评价尺度是声音的振幅大小。这种感受源自物体振动时所产生的压力,即声压。物体振动通过不同的介质,将其振动能量传导开去。人们为了对声音的感受量化成可以监测的指标,就把声压分成“级”——声压级,以便能客观的表示声音的强弱,其单位称为“分贝”(dB).

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