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声音的物理特性——声功率、声强和声压

发布时间:2013-10-21 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:4716

        1.声功率(W)、声强(I)和声压(p)
        声功率是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向某特定面积的声能量,用符号W表示,单位为W。
        声强是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量,用符号I表示,单位为W/m2
        声压是指在声波传播过程中,空气压力相对于大气压力的变化,通常用符号p表示,单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和膨胀的周期性变化,所以压力的增值是正负交替的。声压有瞬时声压、峰值声压和有效声压。瞬时声压是指空气中某点瞬间压力和大气压力的差值;峰值声压是指某一时间间隔内的最大瞬时声压;而有效声压是声压随时间变化的均方根值。最常用的是有效声压,它是声压计测量的基础。
        当频率为l000 Hz时,正常人耳刚好能听到的声音声压值约为2×10-5 N/m2(即:2×10-5 Pa),称为基准声压或听阈声压。使人耳感到疼痛的声压值约为20 N/m2(即:20 Pa),称为痛阔声压。
        2.声功率、声强和声压的关系
        声强与声源发射的声功率有关。如果声源在没有边界的自由场向空间发射声波,在离声源半径为r的球面上各点的声强是相同的(此时称为球面波),且声强与声功率有如下关系:
                                                W 
                                        I=─────
                                              4πr2
       由式可见,若声源发射的声功率不变,声场中各点的声强与距离的平方成反比。如果声源放在地平面上,声波只能向半空间辐射(此时称为平面波),
        声强与声功率的关系为:
                                               W 
                                        I=─────
                                              2πr2

        对于球面波和平面波,声压与声强的关系为: 
                                                p2
                                        I=─────
                                                ρC
        式中,ρ为空气密度,c为声速。    

 

 

 

 

 

 

 

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