阻抗

一个重要的物理特征,与传播是声音的声阻抗声音的媒介旅行。声阻抗(Z)由波的声波压力(p)其体积速度(U):方程。

喜欢它的模拟电阻抗(或电阻),声阻抗是一种衡量声波传播难易程度的指标传播通过一种特殊的媒介。与电阻抗一样,声阻抗也涉及适用于不同情况的几种不同效应。例如,比声阻抗(z),即声压与粒子速度之比为固有的介质的性质和波的性质。声阻抗,即压力与体积速度之比,等于单位面积上的比声阻抗。比声阻抗在讨论管内、喇叭等受限介质中的波时很有用。对于平面波的最简单情况,比声阻抗是平衡密度ρ)和波速(年代):方程。

比声阻抗的单位是帕斯卡秒每米,通常称为之后,瑞利瑞利勋爵.声阻抗的单位是每立方米帕斯卡秒,称为安声欧姆,通过类比电阻抗。

阻抗失配

的媒介声速不同的声波通常具有不同的声阻抗,因此,当声波击中两者之间的接口时,它会遇到阻抗不匹配。因此,一部分电磁波被反射,另一部分电磁波被传送到第二种介质中。在众所周知的情况下bell-in-vacuum实验,钟与空气之间的阻抗不匹配,空气与震耳之间的阻抗不匹配,导致当空气在时,声音的传输很小低压

效率声源用它来辐射声音增强通过减少源与外界空气之间的阻抗不匹配。例如,如果a音叉被击中并举在空中,它会因为无力而几乎听不见振动音叉有效地辐射到空气中。将音叉碰在一个木制的盘子上,比如桌面增强音叉的振动和空气之间的耦合更好地提高了声音。这一原理被应用在小提琴和钢琴上,弦的振动首先传递到小提琴的背部和腹部或钢琴的音板,然后传递到空气中。

过滤

声音过滤在空气处理系统的设计中起着重要的作用。为了减弱来自鼓风机电机和其他来源的声音水平振动,插入截面积较大或较小的区域风管,如图所示图3.由管道面积的变化或通过增加侧分支引入管道的阻抗失配反映了由变化的大小和形状决定的不希望出现的频率。一个面积或大或小的区域可以作为低通滤波器,反映高频;一个开口或一系列开口将起到高通滤波器,去除低频。一些汽车消声器使用这种类型的过滤器。

一个连通的球形腔,形成所谓的带通滤波器,实际上是作为一种带吸收器或切口滤波器,去除谐振周围的频率带频率腔(见下文,驻波:亥姆霍兹谐振器)。

干扰

建设性和破坏性

声波结合的特殊方式被称为干涉。两个相同的波同时在同一个地方,如果它们在一起,就可以相互干涉阶段或者是破坏性的,如果它们不相同时。“相位”是指两个周期信号之间的时间关系。“同相”意味着它们一起振动,而“异相”意味着它们的振动相反。相反的振动加在一起会相互抵消。

相长干涉导致振幅对于和波,而相消干涉可以导致贡献波的完全消除。声音干涉和衍射的一个有趣的例子叫做“扬声器和挡板”实验,涉及到一个小扬声器还有一块很大的方形木板,上面有一个扬声器大小的圆洞。当音乐在扬声器上播放时,来自扬声器前后的非相位声波衍射到扬声器周围的整个区域。这两种波发生破坏性的干扰,并相互抵消,特别是在非常低的频率下波长最长,因此衍射最大。当说话人被举到后面挡板但是,当声音不在相位时,它们就不能再衍射和混合,结果,声音的强度就大大增加了。这个实验说明了为什么扬声器通常安装在盒子里,这样后面的声音就不会干扰前面的声音。在家庭立体声系统中,当两个扬声器正确布线时,它们的声波沿两个扬声器之间的反节线相位差,并且在最佳听力区域。如果两个扬声器的布线不正确——其中一个扬声器上的导线是反向的——它们的波将在最佳收听区域失相,并会破坏性地干扰——特别是在低频时,因此低音频率将会很强减毒

破坏性干扰的一个常见应用是现代电子汽车消声器。这个设备感官的声音传播沿着排气管向下,并创建一个相相反的匹配声音。这两种声音相互干扰,使声音变得模糊噪音引擎的。另一个应用是工业噪声控制。这包括感应工作场所的环境声音,用电子方式再现一种相位相反的声音,然后将这种声音引入环境这样它就干扰了周围的声音降低了整体的声音水平。