理论声学-Theoretical-Acoustics课件

理论声学

TheoreticalAcoustics课程编号：31117Z学时:60学分:3时间：星期一,四第3、4节地点：N313

张海澜中国科学院声学研究所zhanghl@62565811

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2023/8/81理论声学(1)绪论理论声学

TheoreticalAcoustics课程编号主要参考书马大猷，现代声学理论基础，科学出版社(2004)。杜功焕、朱哲民、龚秀芬著，声学基础(第2版)，南京大学出版社(2001年)。AllanD.Pierce,Acoustics,McGraw-HillBookCompanyP.M.莫尔斯、K.U.英格特著，理论声学(上、下两册)，科学出版社(1984、1986年)。DanRussell/~drussell/Demos.html,2023/8/82理论声学(1)绪论主要参考书马大猷，现代声学理论基础，科学出版社(2004)。绪论我们生活在声音的世界里自然界中的声音人类活动产生的声音，音乐，语言，噪声2023/8/83理论声学(1)绪论绪论2023/8/23理论声学(1)绪论声和音的概念声(1)人耳能够感觉到的声波的作用(2)任何弹性介质中传播的扰动,机械波音能引起有音调的感觉的声波，有意义的声大音希声，大象无形——《老子》第四十一章2023/8/84理论声学(1)绪论声和音的概念声2023/8/24理论声学(1)绪论声学

(Acoustics)研究声波的产生、传播、接收和效应的科学,关于声音的学问声学的研究方法和物理其他分支有共同之处

2023/8/85理论声学(1)绪论声学

(Acoustics)研究声波的产生、传播、接收和效应声信息未见其人，先闻其声几乎所有的物体可以用声波探测声波是海洋远距离探测的唯一手段语音是人与人之间交流最有效的手段人与机器之间交流的手段2023/8/86理论声学(1)绪论声信息未见其人，先闻其声2023/8/26理论声学(1)绪声学技术应声学科学原理改造人类的物质环境2023/8/87理论声学(1)绪论声学技术应声学科学原理改造人类的物质环境2023/8/27理声学艺术音乐(Music)利用声音与人类的主观反应的关系，满足人类的精神生活需要2023/8/88理论声学(1)绪论声学艺术音乐(Music)利用声音与人类的主观反应的关系，满声波的定性描述

2023/8/89理论声学(1)绪论声波的定性描述2023/8/29理论声学(1)绪论声是弹性介质中传播的机械波弹性介质:空气水(流体)固体真空中没有声波2023/8/810理论声学(1)绪论声是弹性介质中传播的机械波2023/8/210理论声学(1)描述声波的基本概念连续介质无限多连续分布的物质点包含大量分子的小体积元声场存在声音的空间声压声场中声音产生的压力扰动单位：Pa(帕)N/m2bar(巴)=100kPa2023/8/811理论声学(1)绪论描述声波的基本概念连续介质无限多连续分布的物质点包振动

频率单位时间里波动的次数单位Hz次/秒赫兹周期波动一次的时间波长波动一次传播的距离声速声速等于波长乘以频率振幅2023/8/812理论声学(1)绪论振动频率单位时间里波动的次数2023/8/212理论声A4=440Hz声音的频谱2023/8/813理论声学(1)绪论A4=440Hz声音的频谱2023/8/213理论声学(2023/8/814理论声学(1)绪论2023/8/214理论声学(1)绪论声学的历史声学是研究声的科学是物理学的一个分支它有悠久的历史又充满了发展活力2023/8/815理论声学(1)绪论声学的历史声学是研究声的科学2023/8/215理论声学(灿烂的古代声学最早的声音的研究：自然的声音、人类的声音、语言、音乐、乐器，房间的声学特性声波和水波的类比，大量声学现象的发现和应用，共振、天坛大量出土的古代乐器，编钟，调音乐律：三分损益法2023/8/816理论声学(1)绪论灿烂的古代声学最早的声音的研究：自然的声音、人类的声音、语ChineseTraditionalInstrument2023/8/817理论声学(1)绪论ChineseTraditionalInstrument2023/8/818理论声学(1)绪论2023/8/218理论声学(1)绪论经典声学，17-19世纪精密的测量，数学的应用波动方程为标志的理论体系应用于各种具体问题1643年伽利略建立音高和频率的关系1713年泰勒提出弦的振动方程，伯努力、达朗贝尔、欧拉建立了波动方程2023/8/819理论声学(1)绪论经典声学，17-19世纪精密的测量，数学的应用2023/8经典声学，17-19世纪1660年波义尔实验证明声不能在真空中传播声速测量，1635年贾森地测得声速480m/S，1740年得到比较准确的值1850年克希霍夫完成板的理论1687年牛顿推导声波速度公式(等温)，1816年拉普拉斯得到绝热声速公式拉普拉斯测量水中声速2023/8/820理论声学(1)绪论经典声学，17-19世纪1660年波义尔实验证明声不能在真空经典声学，17-19世纪1581年明朝王子朱载堉创立十二平均律亥姆霍兹1862年出版音的感觉瑞利出版声学理论2023/8/821理论声学(1)绪论经典声学，17-19世纪1581年明朝王子朱载堉创立十二平均2023/8/822理论声学(1)绪论2023/8/222理论声学(1)绪论2023/8/823理论声学(1)绪论2023/8/223理论声学(1)绪论“许多人看了瑞利的声学原理以后觉得声学的所有问题都已经研究过了，以后也许只有工程技术问题了，但实际上完全不是这样。20世纪，特别是20世纪下半叶，声学有了突飞猛进的发展，面貌一新。”

关定华：“神秘的声音世界”2023/8/824理论声学(1)绪论“许多人看了瑞利的声学原理以后觉得声学现代声学：20世纪大发展非线性声学、混沌海洋、大气和地球的声学超声检测、处理、超声电子学建筑声学，噪声控制，语言声学生理声学和心理声学

形成交叉学科2023/8/825理论声学(1)绪论现代声学：20世纪大发展非线性声学、混沌2023/8/225技术的发展实验是基础1880年居里发现压电效应，石英1842年焦耳发现磁致伸缩20世纪初电子管，随后的半导体、集成电路、计算机人耳非常灵敏，但却不精确2023/8/826理论声学(1)绪论技术的发展实验是基础2023/8/226理论声学(1)绪论声学理论的发展声波的波长和物体的尺度相当简单模型，理论复杂，学院色彩技术发展要求更精确的理论实际条件下复杂的声学现象近年来计算声学的发展泛函分析进入本科和研究生教材瞬态问题对实际和学术非常重要2023/8/827理论声学(1)绪论声学理论的发展声波的波长和物体的尺度相当2023/8/227声学基础海洋学电工和化工机械工程建筑工程地球和大气物理医学生理学心理学语言音乐表演艺术室内声学剧院音质乐律乐器听觉振动冲击噪声地震学大气声学生物声学心理声学通讯水声学电声学声和超声工程艺术工程地学生命科学2023/8/828理论声学(1)绪论声学基础海洋学电工和化工机械工程建筑工程地球和大气物理医学生水声公共实验室

建于1958年换能器与基阵校准水声设备调试近程传播实验仪器设备与实验室主体改造投资逾500万元2023/8/829理论声学(1)绪论水声公共实验室建于1958年2023/8/229理论声学(音频声学实验室主体建筑建成于1964、1985年,国内外少有大量的声场实验和标准测量仪器设备改造投资逾400万元2023/8/830理论声学(1)绪论音频声学实验室主体建筑建成于1964、1985年,国内外少Pneumaticloudspeaker2023/8/831理论声学(1)绪论Pneumaticloudspeaker2023/8/23EquipmentMadeinChina2023/8/832理论声学(1)绪论EquipmentMadeinChina2023/8/Isheorshelovely?2023/8/833理