物理声学复习资料

三、 计算、作图题：

有一尺寸为38×25×8m(高)的厅堂，土建完成后，未设置座椅，室内表面平均吸声系数为0.1，若声源置于台口中心，声功率级为99分贝且指向性因数为1，试求距离声源5米和36米处的声

Q4压级，厅堂的混响半径为多少？『Lp?Lw?10lg(2?)』；若在地面设1200个座位，每个座

R4?r位占地面积为0.6m2,每一空座位的吸声量为0.28m2，有听众后每一座位的吸声量为0.4m2；试

求设置空座后，离声源36米处的声压级为多少？该处的吸声减噪量为多少？空场时混响时间为多少？听众上座2/3情况下，混响时间为多少。『T60?0.161V0.161V?』 ??S?Sln(1??)L<20cm时，L>20cm时，

S??R? 1?? 0.1]/(1?0.1)?[2*（38*25?38*8?25*8）*

?323m2

Q4?)dB4?r2R?99?10Lg[1/(4*3.14*25)?4/323]?81dBLP?Lw?101g(

Q4L?L?101g(?)dB Pw2R4?r

?99?10Lg[1/(4*3.14*1296)?4/323]

?80dB

混响半径 (临界距离):直达声与混响声相等的点距声源的距离径称为混响半径

Q4RQ??r??0.14RQmc 16?4?r2Rr?2.5m?={ [2*（38*25?38*8?25*8）?1200*0.6]*0.1+1200*0.6*0.28}/[

2*（38*25?38*8?25*8）]=0.14

S??1???[2*（38*25?38*8?25*8）*0.14]/(1?0.14)?473.4m2R?Q4

?)dB 4?r2R?99?10Lg[1/(4*3.14*1296)?4/473.4]?78.3dBLP?Lw?101g(

?Lp?10lg?2AT?10lg2?10lg1?10lg（0.14/0.1)?1.46dB?1A1T2T60?

0.161V?(0.161*38*25*8)/(0.14*2908)?3s

??S?={ [2*（38*25?38*8?25*8）?1200*0.6]*0.1+1200*0.6*0.28*1/3+1200*0.6*0.4*2/3}/[

2*（38*25?38*8?25*8）]=0.16

T60?

0.161V?(0.161*38*25*8)/(0.16*2908)?2.6s

??S吸声材料与吸声结构

一、 名词解释：

1. 空气流阻：单位厚度时，材料两边空气气压和空气流速之比。

2. 结构因子：反映多孔材料内部纤维或颗粒排列的情况，是衡量材料微孔或狭缝分布情况的物理量。

3. 吸声结构：材料本身可以不具有吸声特性，但材料制成某种结构而产生吸声。如穿孔石膏板吊顶。

二、 简述题：

1. 简述多孔材料的吸声机理和吸声特点。

答：吸声肌理：（1）当声波入射到多孔材料上，声波能顺着孔隙进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩擦，使声能转化为摩擦热能而吸声。（2）空气振动是不断压缩和膨胀的过程，与多孔骨架发生热交换也减少声能。 吸声特点：总趋势是随频率的增加而增加，伴有起伏，且起伏随增加而变化平缓，一般吸收中高频，加空气层后也吸收低频。

2. 影响多孔吸声材料吸声的因素有哪些？说明是如何影响的？

答：影响因素：（1）材料对空气的阻流；（2）材料的孔隙率；（3）材料的厚度；（4）材料的密度；（5）材料背后的条件；（6）饰面的影响；（7）声波的频率和入射条件；（8）吸湿、吸水的影响。多孔吸声材料，如玻璃棉、岩棉、泡沫塑料、毛毡等具有良好的吸声性能，不是因为表面粗糙，而是因为多孔材料从表到里具有大量均匀、互相连通的微孔，且表面微孔向外敞开、具有适当的通气性。 3. 简述穿孔板吸声机理和吸声特点。

答：这种吸声结构是亥姆霍兹共振器的组合。为了了解这种吸声结构的吸声机理，我们可以回想往玻璃瓶内倒水时所听到的声音。瓶里的水愈多，声音的频率就愈高，瓶内的空气在某一频率产生共振。与玻璃瓶可以作为一个空腔共振器一样，穿孔板上的每个小孔及其对应的背后空气层，形成了一排排的空腔共振器或者说可以看做是无限多个共振器系统。

当入射声波的频率和这个系统的固有频率相同时，在穿孔孔径的空气就会因共振而剧烈振动。在振动过程中主要由于穿孔附近的摩擦损失而吸声声能。

三、 计算题：

穿孔板的穿孔率为0.2,板厚为4毫米，孔半径为4毫米，试求穿孔板背后有空气间层100毫米和300毫米时，穿孔板的共振频率分别为多少？用图定性地说明穿孔板的吸声系数与声音频率间关系，以及在背后空气间层中加多孔吸声材料后，吸声系数的变化情况(增加)。

L<20cm时， f c ? L>20cm时，

2?(t?0.8d)L?34000（/2*3.14）?750.8Hz0.2(0.4?0.8*0.8)10cpfc?c2?p(t?0.8d)L?pL2/3?34000（/2*3.14）?253.5Hz0.2(0.4?0.8*0.8)30?0.2*302/3

室内音质设计

一、 名词解释：

1. 清晰度：指语言用房间中，声音是否听得清楚。清晰度与混响时间和响度有直接关系，还与声

音的空间的反射情况及衰减的频率特性等综合因素有关。

音节清晰度?听众正确听到的音节数?100%测听所发出的全部音节数2. 明晰度：是指近次反射声能与总的声能之比。表现有二：一是指能清楚辨别没种声源的音色；

二是能听清每个音符。

3. 丰满度：指相对于室外而言，室内声音音质的提高程度。或指人们对声音发出后“余音”的感

觉。或称活跃（余音悠扬），或称亲切（坚实饱满）或称温暖（音色浑厚）。在室外感觉“干瘪”，不丰满。与丰满度相对应的物理指标是混响时间。 4. 立体感：（空间感）是指人们对声音的感受具有身临其境的效果听视方向一致，真实。包括方向

感、距离感（亲切感）、围绕感等。空间感与反射声的强度、时间分布、空间分布有密切关系。 5. 回声：投射到听众席位的反射声与直达声的时差过大，并且有一定的强度，从而形成回声。 6. 近似回声：在一个能够有效地加强口语声的反射声与另一个可以引起明显的回声之间存在的若

干反射声，这些在直达声后延时1/30s至1/15s到达的反射声称为近似回声。 7. 声聚焦：是声波从凹面反射产生的聚焦现象。

8. 最佳混响时间频率特性曲线:反映空间尺度影响人们对不同功能要求的大厅理想听闻条件的判

断。

9. 可懂度曲线：表明语言可懂度随听者与演讲者的方向性关系的曲线。

二、 简述题：

1. 室内良好音质应具备哪些的条件？

答：（1）合适的响度；（2）声能分布均匀；（3）有满意的清晰度、明晰度、丰满度和立体感；（4）有合适的混响时间；（5）动态范围大；（6）无任何声学缺陷。 2. 室内音质设计一般遵循哪些步骤？

答：1）总图布置、房间组合—目的：防止外界噪声和附属房间对主要听音室的影响和噪声干扰 方法：布局合理，现场测定噪声

2）确定容积——目的：满足使用要求，造价合理

方法：综合建筑、结构、声学、照明通风,造价施工等因素 3）体型设计——目的：充分利用有效声能、避免音质缺陷 方法：几何声学作用或模型实验 4.1）噪声控制——目的：保证室内达到噪声允许标准

方法：计算和试验隔声措施、设备噪声控制 4.2）混响时间选择和控制——目的：达到合适的混响时间

方法：计算布置吸声材料、模型试验 4.3）声场计算——目的：响度达到合适,声能分布均匀 方法：计算或模型试验

4.4）扩声系统设计——目的：有足够的响度和清晰度 方法：计算设计

5）施工中的测试和调整——目的：检查音质设计指标 方法：现场测量、采取措施 6）音质鉴定——目的：指标是否达到要求

方法：客观指标测量，主观评价

3. 从充分利用直达声入手，可采取哪些措施来提高室内音质设计？

答：充分利用直达声：直接影响响度和清晰度，直达声有衰减，被听众吸收衰减更快。措施：保证直达声到达每个观众,控制纵向长度：对于自然声<30m，对于扩声系统可以放宽，但对于电影即使用扩声<40m（声像才同步）。合理分布前次反射声。确定反射面的位置、角度、尺寸、材料选择：50内到达有益，允许声程差=50*0.34=17m.为了达到这一要求：观众厅高度<8.5m，房间宽度<17m.对大型厅堂，为了向观众提供有益一次反射，在靠近声源处布置反射面，如利用午台与面光之间的天花，与耳光之间侧墙、声反射罩等利用眺台开花或后墙提供反射声。

建筑隔声

一、 名词解释：

1. 墙体隔声量R：定义： R=10lg(1/τ) (dB)

τ =0.01?R=10lg(1/0.01)=20dB

τ=0.001?R=10lg(1/0.001)=30dB 2. 隔声的质量定律：在理想情况下，（无刚度、无阻尼、柔顺质量、忽略边界条件），单层墙体隔

声量理论推导得到：隔声量R=20lg(f*m)-48 dB；隔声量R=20lgf+20lgm-48 dB。 得到质量定律：墙体越重空气声隔声效果越好。 3. 吻合效应：声波接触墙板后，墙板除了垂直方向的受迫振动以外，还有沿着板面方向的受迫弯