1．声音的发生、频率、波长和声速

当物体在空气中振动，使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递，且这种振动频率在20～20000 Hz时，人耳可以感觉到，称为可听声，简称声音。频率低于20Hz的叫次声，高于20000 Hz的叫超声，它们作用于人的听觉器官时不引起声音的感觉，所以不能被人听到。

声源在1 s内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz。

振动一次所经历的时间叫周期，记作T，单位为s。显然，频率和周期互为倒数，即T=1/f。

沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称作波长，记为λ，单位为m。

1s内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，记作c，单位为M/S。频率、波长和声速三者的关系是：

c= fλ

声速与传播声音的介质和温度有关。在空气中，声速(c)和温度(t)的关系可简写为：

c＝331.4＋0.607t(M/S)

常温下，声速约为344 m/s。

2．声功率、声强和声压

声功率(W)：指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率，单位为W。

声强(I)：指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量，单位为W/m²。

声压(P)：是由于声波的存在而引起的压强增值，单位为Pa。声波是空气分子有指向、有节律的运动。声波在空气中传播时形成密集和稀疏的交替变化，所以压强增值是正负交替的。但通常讲的声压采用取均方根值的形式，叫有效声压，故实际上总是正值。对于球面波和平面波，声压与声强的关系是：

式中：P—空气密度。

如以标准大气压与20℃时的空气密度和声速代入，得到P·c = 408 Pa·s/m,该物理量的单位也叫瑞利。P·c 称为空气对声波的特性阻抗。

3．分贝、声功率级、声强级和声压级

人们日常生活中遇到的声音，若以声压表示，由于其变化范围非常大，可达六个数量级以上，同时由于人的听觉对声信号强弱刺激反应不是线性的，而是成对数比例关系，所以采用分贝来表达声学量值。
所谓分贝是指两个相同的物理量(如A和A_o)之比取以10为底的对数并乘以10(或20)：

分贝符号为“dB”，它的量纲为一，在噪声测量中是很重要的参量。式中A_o是基准量(或参考量),A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，此对数值称为被量度量的“级”。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少“级”。

声功率级：

式中：L_w—声功率级，dB;

W—声功率，W;

W_o—基准声功率，10^-12 W。

声强级：

式中：L1—声强级，dB;

I—声强，W/m²；

W_o—基准声强，10^-12 W/m²。

声压级：

式中：Lp—声压级，dB;

P—声压，Pa;

P_o—基准声压，2×10 ^-5 Pa，是人耳刚能听到的1 000 Hz纯音的最低声压。

4.噪声的叠加和相减

噪声的叠加：两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。

声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W₁和W₂，那么总声功率W_总=W₁+W₂。而两个声源在某点的声强为I₁和I₂时，叠加后的总声强I_总=I₁ +I₂。但声压不能直接相加。

如L_p1=L_p2，即两个声源的声压级相等，则总声压级：

L_p=L_p1＋10 1g2

≈L_p1＋3(dB)

即作用于某一点的两个声源声压级相等时，其合成后的总声压级比一个声源的声压级增加3 dB。当声压级不相等时，按公式计算较麻烦，可以利用图7-1查曲线来计算。方法是：设L_p1>L_p2，以其差值按图查得△L_p，则总声压级Lp_总=L_p1+△_Lp。

[例]两声源作用于某一点的声压级分别为L_pl = 96 dB , L_p2 = 93 dB,由于L_pl-L_p2 = 3 dB，查曲线得△L_p=1.8 dB，因此Lp_总＝96 dB＋1.8 dB＝97.8 dB。

图7-1两噪声源叠加的声压级曲线

由图可知，两个噪声叠加，总声压级不会比其中任一个大3 dB以上；而两个声压级相差10 dB以上时，叠加增量可忽略不计。

掌握了两个噪声的叠加，就可以推广到多个噪声的叠加，只需逐次两两叠加即可，而与叠加次序无关。

例如：有八个声源作用于一点，声压级分别为70 dB,70 dB,75 dB,82 dB,90 dB,93 dB,95 dB,100 dB，它们合成的总声压级可以任意次序查图7-1的曲线两两叠加而得。任选两种叠加次序如下：

应该指出，根据波的叠加原理，若是两个相同频率的单频声波叠加，会产生干涉现象，即需考虑叠加点声波各自的相位，不过这种情况在环境噪声中几乎不会遇到。

噪声的相减：噪声测量中经常遇到如何扣除背景噪声的问题，这就是噪声的相减问题。通常噪声源的声级比背景噪声高，但由于后者的存在使测量读数增高，故需要减去背景噪声。图7-2为背景噪声修正曲线，使用方法见下例。

图7-2背景噪声修正曲线

(例)为测定某车间中一台机器的噪声大小，从声级计上测得声级为104 dB，当机器停止工作时，测得背景噪声为100 dB，求该机器噪声的实际大小。

解：由题可知104 dB是指机器噪声和背景噪声之和(L_p)，而背景噪声是100 dB (L_p1)。L_p-L_p1=4dB，从图7-2中可查得相应的△L_p=2.2 dB，因此该机器的实际噪声级气L_p2为：L_p2=Lp-△L_p = 101.8 dB。