吸声

除了几何强度的减小引起的方形定律,一小部分有声音通过各种物理过程流失到空气或其他介质中。一个重要的过程是直接传导振动进入媒体,引起的转换连贯的分子运动的声波在空气或其他物质中转化为不连贯的分子运动。另一个原因是粘度流体介质(也就是说,一个气体或液体)。这两个物理原因结合在一起产生了声波的经典衰减。这种衰减与声波的平方成正比频率,如式所示α/f2,在那里α介质的衰减系数和f是波频率。的振幅一个减毒然后由方程。在哪里一个o波的原始振幅和一个x)为发生后的振幅传播一段距离x通过媒介。

表5给出了几种气体的吸声系数。系数的大小表明,虽然衰减是相当小的声音频率,它可以成为非常大的高频超声波.声音在空气中的衰减也随温度和湿度。

所选流体中声音的衰减
流体 衰减系数
52.5
16.9
133.0
氧气 165.0
空气 137.0
二氧化碳 140.0
水,0°C(32°F) 0.569
水,20°C(68°F) 0.253
水,80°C(176°F) 0.079
汞,25°C(77°F) 0.057
甲醇,30°C(86°F) 0.302

由于固体和液体对声音的吸收要小于气体,所以声音可以被吸收传播在这些介质中的距离要远得多。例如,某些海洋哺乳动物能够远距离交流,部分原因是海洋中声音的低衰减.此外,由于吸收随着频率的增加而增加,超声波很难穿透致密介质。这是高频超声应用发展的一个长期限制。

大多数吸声材料是非线性的,因为它们不吸收所有频率的声波的相同比例。在建筑声学在美国,花费了巨大的努力来使用建筑材料,吸收不需要的频率,但反映所需的频率。吸收不良声音,如工厂机器发出的声音,对工人的健康至关重要噪音在建筑和工业声学控制中已扩展成为一个重要的领域环境工程

灯塔
更多摘自《大英百科全yabo亚博网站首页手机书》
灯塔:声音信号

衍射

惠更斯小波的一个直接结果是衍射的性质能力声波在角落弯曲,并在通过小孔或狭缝后扩散。如果在平面波的一半路径上放置一个障碍,如图所示图2 c,正好经过势垒的那部分波将以一系列惠更斯小波的形式传播,使波传播到势垒后面的阴影区域。在光波中,波长与日常物体的尺寸相比非常小,因此很少发生衍射,可以形成相对清晰的阴影。另一方面,声波的波长更接近于日常物体的大小,因此它们很容易衍射。

在音频系统中,声音的衍射是有帮助的发出喇叭扩散并反射到墙壁上,填满整个房间。这也是为什么“声束”一般不能像光束那样产生的原因。另一方面,声波衍射的能力随着而降低频率上升,波长收缩。这意味着较低频率的声音比较高频率的声音更容易弯曲,使绕射的声音发出“低沉”的声音。此外,由于超声波的波长在高频时变得非常小,因此有可能产生一束超声波超声波.超声波光束在现代医学中已变得非常有用。

散射声波的a反射波的一部分从障碍物上脱落,其余的波绕过障碍物传播和期刊。散射发生的方式取决于障碍物的相对大小和散射波的波长。如果波长相对于障碍物较大,那么波将几乎不受影响地通过障碍物。在这种情况下,唯一被散射的波将是击中障碍物的那一小部分;其余的波由于波长大,将在一系列惠更斯小波中绕行障碍物而不受影响。如果波长相对于障碍物较小,则波不会强烈衍射,就会形成类似于小光源产生的光学阴影的阴影。在极端情况下,主要由高频超声引起,射线的形式主义光学常用于镜片和镜子,使用方便。

如果障碍物的大小与波长的量级相同,则可能发生衍射,这可能导致干扰在衍射波中。这将产生较大和较小的区域声强,被称为声阴影,在波传播过障碍物后。这种声阴影的控制在礼堂的声学中变得很重要。