第二節(jié) 室內(nèi)聲學(xué)原理
一、自由聲場(chǎng)與室內(nèi)聲場(chǎng)
(一)自由聲場(chǎng)中聲音的傳播
所謂自由聲場(chǎng)，即在聲波傳播的空間中無反射面，聲源在該聲場(chǎng)中發(fā)聲，在聲場(chǎng)中的任一點(diǎn)只有直達(dá)聲，無反射聲。
由平方反比定律，可知點(diǎn)聲源在無反射的自由場(chǎng)中輻射聲波時(shí)，聲場(chǎng)中任一點(diǎn)的聲壓級(jí)可由式計(jì)算：
式中 Lp——空間某點(diǎn)的聲壓級(jí)，dB；
Lw——聲源的聲功率級(jí)，dB；
r——聲源與受聲點(diǎn)的距離，m。
由(3—13)式可知，自由場(chǎng)中，受聲點(diǎn)與點(diǎn)聲源的距離增加一倍，聲壓級(jí)衰減6dB。例如，在無反射的自由場(chǎng)中，若距離點(diǎn)聲源lm處的聲壓級(jí)為80dB，則距聲源2m處的聲壓級(jí)應(yīng)為74dB，距聲源4m處的聲壓級(jí)則為68dB。
線聲源輻射柱面波，波陣面為圓柱面，其在自由場(chǎng)中的衰減規(guī)律可由式(3—14)來計(jì)算：
式中各符號(hào)的意義與(3—13)式相同。由(3—14)式可知，自由場(chǎng)中，受聲點(diǎn)與線聲源的距離增加一倍，聲壓級(jí)衰減3dB。
對(duì)于面聲源，由于其傳播過程中波陣面保持不變，所以聲強(qiáng)無衰減。
(二)室內(nèi)聲場(chǎng)的特點(diǎn)
聲音在封閉空間中傳播所形成的聲場(chǎng)比自由聲場(chǎng)要復(fù)雜得多。聲波在傳播過程中要經(jīng)歷界面的反射、吸收與透射。聲場(chǎng)中除了聲源的直達(dá)聲外，還有一系列來自各個(gè)方向的反射聲。反射聲到達(dá)的時(shí)間、強(qiáng)度和方向是決定室內(nèi)音質(zhì)好壞的重要因素，聲能密度的空間分布不再符合平方反比定律；此外，由于房間的共振，引起室內(nèi)某些頻率的聲音被加強(qiáng)或減弱；房間的形狀和界面材料的聲學(xué)特性對(duì)室內(nèi)聲場(chǎng)有很大的影響。
一、自由聲場(chǎng)與室內(nèi)聲場(chǎng)
(一)自由聲場(chǎng)中聲音的傳播
所謂自由聲場(chǎng)，即在聲波傳播的空間中無反射面，聲源在該聲場(chǎng)中發(fā)聲，在聲場(chǎng)中的任一點(diǎn)只有直達(dá)聲，無反射聲。
由平方反比定律，可知點(diǎn)聲源在無反射的自由場(chǎng)中輻射聲波時(shí)，聲場(chǎng)中任一點(diǎn)的聲壓級(jí)可由式計(jì)算：
式中 Lp——空間某點(diǎn)的聲壓級(jí)，dB；
Lw——聲源的聲功率級(jí)，dB；
r——聲源與受聲點(diǎn)的距離，m。
由(3—13)式可知，自由場(chǎng)中，受聲點(diǎn)與點(diǎn)聲源的距離增加一倍，聲壓級(jí)衰減6dB。例如，在無反射的自由場(chǎng)中，若距離點(diǎn)聲源lm處的聲壓級(jí)為80dB，則距聲源2m處的聲壓級(jí)應(yīng)為74dB，距聲源4m處的聲壓級(jí)則為68dB。
線聲源輻射柱面波，波陣面為圓柱面，其在自由場(chǎng)中的衰減規(guī)律可由式(3—14)來計(jì)算：
式中各符號(hào)的意義與(3—13)式相同。由(3—14)式可知，自由場(chǎng)中，受聲點(diǎn)與線聲源的距離增加一倍，聲壓級(jí)衰減3dB。
對(duì)于面聲源，由于其傳播過程中波陣面保持不變，所以聲強(qiáng)無衰減。
(二)室內(nèi)聲場(chǎng)的特點(diǎn)
聲音在封閉空間中傳播所形成的聲場(chǎng)比自由聲場(chǎng)要復(fù)雜得多。聲波在傳播過程中要經(jīng)歷界面的反射、吸收與透射。聲場(chǎng)中除了聲源的直達(dá)聲外，還有一系列來自各個(gè)方向的反射聲。反射聲到達(dá)的時(shí)間、強(qiáng)度和方向是決定室內(nèi)音質(zhì)好壞的重要因素，聲能密度的空間分布不再符合平方反比定律；此外，由于房間的共振，引起室內(nèi)某些頻率的聲音被加強(qiáng)或減弱；房間的形狀和界面材料的聲學(xué)特性對(duì)室內(nèi)聲場(chǎng)有很大的影響。