13声学在听力学方面的应用.ppt
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1、声学在听力学方面的应用中国科学院声学所章汝威一、有关声学的一些基础知识一、有关声学的一些基础知识n n声学uu研究声波的产生、传播、接受和效应的科学n n声波uu弹性媒质中传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合n n声学中的基本物理量uu声速：声波在媒质中传播的速度。单位为每秒米声速：声波在媒质中传播的速度。单位为每秒米（m/sm/s），以），以C C表示表示uu频率、波长频率、波长vv频率：一秒种内振动的次数称为频率，单位为赫频率：一秒种内振动的次数称为频率，单位为赫 兹兹 (Hz)(Hz)，以，以f f表示表示vv波长：声波中相邻的同相点相隔的距离，单位为米波长：声波
2、中相邻的同相点相隔的距离，单位为米（mm），以），以 表示。表示。uu波长、频率及声速之间存在下述关系：波长、频率及声速之间存在下述关系：=C/f=CT=C/f=CT T T为周期，即质点完成一次振动所需的时间。为周期，即质点完成一次振动所需的时间。由式可知，波长是声音在一个周期内所传播的距由式可知，波长是声音在一个周期内所传播的距离，与频率成反比离，与频率成反比uu声压和声压级声压和声压级vv声压：有声波时，媒质中的压力与静压的差声压：有声波时，媒质中的压力与静压的差值。单位为帕值。单位为帕斯卡斯卡（Passcal）、）、Pavv声压级：声压与基准声压之比的以声压级：声压与基准声压之比的以1
3、0为底的为底的对数乘以对数乘以2，单位为贝，单位为贝尔尔，但通常以，但通常以dB为为单位。基准声压必须指明。单位。基准声压必须指明。Lp=2lg(/0)常用的基准声压，在空气中：常用的基准声压，在空气中：0=20 Pa 在水中：在水中：0=1 Pauu声功率和声功率级声功率和声功率级vv声功率：单位时间内通过某一面积的声声功率：单位时间内通过某一面积的声能。单位为瓦（特），能。单位为瓦（特），Wvv声功率级：声功率与基准声功率之比的声功率级：声功率与基准声功率之比的以以10为底的对数，单位为贝为底的对数，单位为贝尔尔，但通常，但通常以以dB为单位，基准声功率必须指明。为单位，基准声功率必须指明
4、。LW=lg(W/W0)常用的基准声功率常用的基准声功率W0为为1pW(10-12W)uu声强和声强级声强和声强级vv声强：声场中某点处，与质点速度方向垂声强：声场中某点处，与质点速度方向垂直的单位面积上，在单位时间内通过的声直的单位面积上，在单位时间内通过的声能称瞬时声强，它是一个矢量。单位为瓦能称瞬时声强，它是一个矢量。单位为瓦每平方米，每平方米，W/m2vv声强级：声强与基准声强之比的以声强级：声强与基准声强之比的以10为底为底的对数，单位为贝的对数，单位为贝尔尔，B。但通常以。但通常以dB为为单位。基准声强必须指明。单位。基准声强必须指明。LI=lg(I/I0)常用的基准声强常用的基准
5、声强 I0=1PW/m2uu声阻抗、声阻抗率和特性阻抗声阻抗、声阻抗率和特性阻抗vv声阻抗：声波在传播过程中，作用于某表面的声声阻抗：声波在传播过程中，作用于某表面的声声阻抗：声波在传播过程中，作用于某表面的声声阻抗：声波在传播过程中，作用于某表面的声压压压压P P与通过该表面的媒质体积速度与通过该表面的媒质体积速度与通过该表面的媒质体积速度与通过该表面的媒质体积速度U U之复数比。单之复数比。单之复数比。单之复数比。单位为帕位为帕位为帕位为帕 斯卡斯卡斯卡斯卡 秒每立方米，秒每立方米，秒每立方米，秒每立方米，Pa.S/mPa.S/m3 3。ZaZa=p/U=p/Uvv声阻抗率：媒质中某点，声
6、压声阻抗率：媒质中某点，声压声阻抗率：媒质中某点，声压声阻抗率：媒质中某点，声压P P和质点速度和质点速度和质点速度和质点速度U U之复之复之复之复数比，单位为帕数比，单位为帕数比，单位为帕数比，单位为帕 斯卡斯卡斯卡斯卡 秒每米，秒每米，秒每米，秒每米，Pa.S/mPa.S/m。Z Zs s=P/u=P/uvv特性阻抗：平面自由行波在媒质中某点的有效声特性阻抗：平面自由行波在媒质中某点的有效声特性阻抗：平面自由行波在媒质中某点的有效声特性阻抗：平面自由行波在媒质中某点的有效声压与通过该点的有效质点速度的比值，其值等于压与通过该点的有效质点速度的比值，其值等于压与通过该点的有效质点速度的比值，
7、其值等于压与通过该点的有效质点速度的比值，其值等于媒质的密度与声速的乘积。媒质的密度与声速的乘积。媒质的密度与声速的乘积。媒质的密度与声速的乘积。Z Z特特特特=c cuu频谱与频带频谱与频带vv频谱：线谱、连续谱和混合谱频谱：线谱、连续谱和混合谱n声波的反射、折射和衍射和散射声波的反射、折射和衍射和散射二、听觉和听力保护二、听觉和听力保护n n人耳的功能人耳的功能uu基底膜的频率分布基底膜的频率分布uu人耳的频率的分析器人耳的频率的分析器uu听觉的欧姆定律听觉的欧姆定律uu听觉区域听觉区域uu听觉住留听觉住留uu掩蔽掩蔽uu双耳效应双耳效应uu哈斯效应哈斯效应n n声音的主观量声音的主观量u
8、u音调：听觉判断声音高低的属性。根据它可以把声音调：听觉判断声音高低的属性。根据它可以把声音调：听觉判断声音高低的属性。根据它可以把声音调：听觉判断声音高低的属性。根据它可以把声音排成由低到高的序列。单位为美音排成由低到高的序列。单位为美音排成由低到高的序列。单位为美音排成由低到高的序列。单位为美(melmel)。美：频率为美：频率为美：频率为美：频率为1 000Hz1 000Hz，声压级为听者听阈以上，声压级为听者听阈以上，声压级为听者听阈以上，声压级为听者听阈以上40dB40dB的纯音所产生的音调是的纯音所产生的音调是的纯音所产生的音调是的纯音所产生的音调是10001000美。美。美。美。
9、uu响度：听觉判断声音强弱的属性。根据它可以把声响度：听觉判断声音强弱的属性。根据它可以把声响度：听觉判断声音强弱的属性。根据它可以把声响度：听觉判断声音强弱的属性。根据它可以把声音排成由轻到响的序列，单位为宋音排成由轻到响的序列，单位为宋音排成由轻到响的序列，单位为宋音排成由轻到响的序列，单位为宋(sonesone）。）。）。）。宋：频率为宋：频率为宋：频率为宋：频率为1 000Hz1 000Hz，声压级为听者听阈以上，声压级为听者听阈以上，声压级为听者听阈以上，声压级为听者听阈以上40dB40dB的纯音所产生的响度是的纯音所产生的响度是的纯音所产生的响度是的纯音所产生的响度是1 1宋。宋。
10、宋。宋。vv响度级：等于根据听力正常的听者判断为等响的响度级：等于根据听力正常的听者判断为等响的响度级：等于根据听力正常的听者判断为等响的响度级：等于根据听力正常的听者判断为等响的1000Hz1000Hz纯音的声压级。单位为方（纯音的声压级。单位为方（纯音的声压级。单位为方（纯音的声压级。单位为方（phonephone）vv等响线：典型听者认为响度相同的纯音的声压级与频率等响线：典型听者认为响度相同的纯音的声压级与频率等响线：典型听者认为响度相同的纯音的声压级与频率等响线：典型听者认为响度相同的纯音的声压级与频率关系的曲线关系的曲线关系的曲线关系的曲线n n听力保护听力保护三、有关听力方面的声
11、学标准三、有关听力方面的声学标准国际标准国际标准1.New work item Proposal 1.New work item Proposal(NP)(NP)2.Work Group(WG)2.Work Group(WG)3.Committee Draft(CD)3.Committee Draft(CD)4.Draft International 4.Draft International Standard(DIS)Standard(DIS)5.Finial Draft International 5.Finial Draft International StardardStardard(
12、FDIS)(FDIS)6.International Standard 6.International Standard(IS)(IS)国家标准国家标准1.1.国家标准项目任务书国家标准项目任务书2.2.成立编制组成立编制组(或工作组或工作组)3.3.征求意稿征求意稿4.4.送审稿送审稿5.5.报批稿报批稿6.6.国家标准国家标准制定标准的程序制定标准的程序n n全国声学标准化技术委员会全国声学标准化技术委员会(SAC/TC17)n n国际标准化组织：声学技术委员会国际标准化组织：声学技术委员会（ISO/TC43）n n全国电声标准化技术委员全国电声标准化技术委员(SAC/TC23)n n国际
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