二、聲音的計(jì)量
聲波是能量傳播的一種形式,僅從頻率、波長(zhǎng)、聲速等方面描述是不夠的。在聲環(huán)境評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)中,需要一些物理量來對(duì)聲音進(jìn)行計(jì)算和測(cè)量。
1.聲功率
聲功率是聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能,記為W,單位是瓦(W)或微瓦(μW,1μpW=10-6W)。
2.聲壓
介質(zhì)中有無聲波傳播時(shí)壓強(qiáng)的改變量,稱為聲壓,用符號(hào)戶表示,單位是帕(Pa)。
3.聲強(qiáng)
單位時(shí)間內(nèi),垂直于聲波傳播方向的單位面積所通過的聲能,稱為聲強(qiáng),用符號(hào)I表示,單位是瓦/平方米(W/m2)。
4.聲能密度
聲能密度指單位體積內(nèi)聲能的強(qiáng)度,用符號(hào) 表示,單位是(w·s)/m3,或J/m3。
5.聲音計(jì)量物理量之間的關(guān)系
(1)聲功率與聲強(qiáng)——平方反比定律
在無反射的自由場(chǎng)中,由點(diǎn)聲源發(fā)出的球面波聲場(chǎng)中某點(diǎn)的聲強(qiáng)與該點(diǎn)到聲源的距離的平方成反比,稱為平方反比定律:
式中I——聲場(chǎng)中某點(diǎn)的聲強(qiáng),W/m2;
W——聲源的聲功率,W;
r——聲源到受聲點(diǎn)的距離,m。
對(duì)于平面波,聲場(chǎng)中的聲強(qiáng)不變。
(2)聲壓與聲強(qiáng)
在自由場(chǎng)中,聲壓與聲強(qiáng)有如下關(guān)系:
式中P——有效聲壓,Pa;
ρ0——空氣密度,kg/m3;
c——空氣中的聲速,m/s;
ρ0c——空氣介質(zhì)的特性阻抗,20oC時(shí)等于415(N·s)/m3。
(3)聲能密度與聲強(qiáng)
聲能密度與聲強(qiáng)有如下關(guān)系
式中ε——聲場(chǎng)中的聲能密度,J/m3;
I——聲場(chǎng)中的聲強(qiáng),W/m2;
ρ0——空氣密度,k8/m3;
c——空氣中的聲速,m/s。
聲波是能量傳播的一種形式,僅從頻率、波長(zhǎng)、聲速等方面描述是不夠的。在聲環(huán)境評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)中,需要一些物理量來對(duì)聲音進(jìn)行計(jì)算和測(cè)量。
1.聲功率
聲功率是聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能,記為W,單位是瓦(W)或微瓦(μW,1μpW=10-6W)。
2.聲壓
介質(zhì)中有無聲波傳播時(shí)壓強(qiáng)的改變量,稱為聲壓,用符號(hào)戶表示,單位是帕(Pa)。
3.聲強(qiáng)
單位時(shí)間內(nèi),垂直于聲波傳播方向的單位面積所通過的聲能,稱為聲強(qiáng),用符號(hào)I表示,單位是瓦/平方米(W/m2)。
4.聲能密度
聲能密度指單位體積內(nèi)聲能的強(qiáng)度,用符號(hào) 表示,單位是(w·s)/m3,或J/m3。
5.聲音計(jì)量物理量之間的關(guān)系
(1)聲功率與聲強(qiáng)——平方反比定律
在無反射的自由場(chǎng)中,由點(diǎn)聲源發(fā)出的球面波聲場(chǎng)中某點(diǎn)的聲強(qiáng)與該點(diǎn)到聲源的距離的平方成反比,稱為平方反比定律:
式中I——聲場(chǎng)中某點(diǎn)的聲強(qiáng),W/m2;
W——聲源的聲功率,W;
r——聲源到受聲點(diǎn)的距離,m。
對(duì)于平面波,聲場(chǎng)中的聲強(qiáng)不變。
(2)聲壓與聲強(qiáng)
在自由場(chǎng)中,聲壓與聲強(qiáng)有如下關(guān)系:
式中P——有效聲壓,Pa;
ρ0——空氣密度,kg/m3;
c——空氣中的聲速,m/s;
ρ0c——空氣介質(zhì)的特性阻抗,20oC時(shí)等于415(N·s)/m3。
(3)聲能密度與聲強(qiáng)
聲能密度與聲強(qiáng)有如下關(guān)系
式中ε——聲場(chǎng)中的聲能密度,J/m3;
I——聲場(chǎng)中的聲強(qiáng),W/m2;
ρ0——空氣密度,k8/m3;
c——空氣中的聲速,m/s。