聲功率、聲強和聲壓
2013-04-23
聲音的發生、頻率、波長和聲速
頻率：聲源在一秒中內振動的次數，記作f。單位為Hz。
周期：聲源振動一次所經歷的時間，記作T，單位為s。T=1/f。
波長：沿聲波傳播方向，振動一個周期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點間距離，記為λ，單位為m。
聲速：聲波每秒在介質中傳播的距離，記作c，單位為m/s。聲速與傳播聲音的介質和溫度有關。在空氣中，聲速（c）和溫度（t）的關系可簡寫為：c = 331.4+0.607t常溫下，聲速約為345m/s。
頻率f、波長λ和聲速c三者之間的關系是: c = λf當物體在空氣中振動，使周圍空氣發生疏、密交替變化并向外傳遞，且這種振動頻率在20-20000Hz之間，人耳可以感覺，稱為可聽聲，簡稱聲音，噪聲監測的就是這個范圍內的聲波。頻率低于20Hz的叫次聲，高于20000Hz的叫超聲，它們作用到人的聽覺器官時不引起聲音的感覺，所以不能聽到。
二、聲功率、聲強和聲壓
（一） 聲功率（W）
聲功率是指單位時間內，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。在噪聲監測中，聲功率是指聲源總聲功率。單位為W。
（二） 聲強（I）
聲強是指單位時間內，聲波通過垂直于傳播方向單位面積的聲能量。單位為 W / s2。
（三） 聲壓（P）
聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。單位為Pa。聲波在空氣中傳播時形成壓縮和稀疏交替變化，所以壓力增值是正負交替的。但通常講的聲壓是取均方根值，叫有效聲壓，故實際上總是正值，對于球面波和平面波，聲壓與聲強的關系是： I= P2 / ρc式中：ρ-空氣密度，如以標準大氣壓與20℃的空氣密度和聲速代入，得到ρ•c =408 國際單位值,也叫瑞利。稱為空氣對聲波的特性阻抗.
三、分貝、聲功率級、聲強級和聲壓
（一） 分貝
人們日常生活中遇到的聲音，萬用表若以聲壓值表示，由于變化范圍非常大，可以達六個數量級以上，同時由于人體聽覺對聲信號強弱刺激反應不是線形的，而是成對數比例關系。所以采用分貝來表達聲學量值。所謂分貝是指兩個相同的物理量（例A1和A0）之比取以10為底的對數并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分貝符號為"dB"，它是無量綱的。式中A0是基準量（或參考量），A是被量度量。被量度量和基準量之比取對數，這對數值稱為被量度量的"級"。亦即用對數標度時，所得到的是比值,它代表被量度量比基準量高出多少"級"。
（二） 聲功率級
Lw =10lg(W/W0)
式中：Lw——聲功率級（dB）；
W—— 聲功率（W）；
W0—— 基準聲功率，為10-12 W。
（三） 聲強級
LI = 10lg(I/I0)式中：LI —— 聲壓級(dB)；
I —— 聲強（W/m2）；
I0 —— 基準聲強，為10-12 W/m2。
（四） 聲壓級
LP = 20lg(P/P0)
式中： LP—— 聲壓級（dB）；
P ——聲壓（Pa）；
P0—— 基準聲壓，為2×10-5Pa，該值是對1000HZ聲音人耳剛能聽到的最低聲壓。
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