1.1 声音与声波
声音是一种波动现象。当声源(机械振动源)振动时,振动体对周围相邻媒质产生扰动,而被扰动的媒质又会对它周围的相邻媒质产生扰动,这种扰动的不断传递就是声波产生与传播的基本原理。
通过机械振动发出声音的物体称为声源,声源振动所导致的周围媒质的振动传播称为声波,存在声波的空间称为声场,声场中能够传递上述振动的媒质称为声场媒质。(气体媒质、液体媒质、固体媒质)
1.1.1 声波的物理特性
波长λ:声源的某一振动状态在一个周期内所传播的距离(m)
频率ƒ :单位时间内声源所完成的全振动的次数(Hz)
周期T:声源完成一次全振动所需要的时间(s)
速度V:声源某一振动状态在单位时间内所传播的距离(m / s)


声波是一种纵波,即传播媒介中质点的振动方向与声波传播的方向是平行的。
质点自身并不随着声波一起向四周扩散,而只是在原地附近进行振动,并由存在于它们之间的弹性进行能量传递。唯一不传递声波的空间是真空。
声波在不同介质中的传播速度是不同的,常温下它在空气中的传播速度约为:340m/s
�声音的传播速度取决于传递媒介的密度与温度。
通常媒介的密度越大、温度越高,声音在里面传播的速度就越快。(气温每上升或下降1℃,声速即加快或减慢约0.6m。因此在音乐厅中的气温能够影响交响乐团演奏音调的高度,而湿度则对声速的影响很小。)
1.1.2 声压
由于空气媒质具有弹性,当声波(扰动)在其中传播时,媒质中每一个区间段都处于“压缩——舒张——压缩…”的变化状态中。当媒质的某个区域被压缩时,其密度将大于没有声波(静态)传递时的0;反之,当媒质的某个区域处于舒张状态时,其密度将小于没有声波(静态)传递时的0。
因此,我们可以根据气体状态方程得知,当媒质被压缩时,媒质的压强将大于静态时的大气压强P0;当媒质舒张时,媒质的压强将小于P0。

1.1.3 声能量与声能量密度 声功率与声强
声能量:声波传递的过程,也伴随了能量的传递。声波能量由声源提供,表现为所有的媒介质点在振动过程中所具有的动能与势能的总和。
声能量密度:声场中单位体积内的声能量。




