如何表示声音的大小?
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2015.07.07, keywords - 消声百叶,通风消声器,隔声门

声音的大小和强弱一般可用声功率、声强和声压来表示。

(1)声功率

声功率是表示声源单位时间内向外发射的声能,用W表示,单位为W。声源的声功率是很微小的。例如一般人讲话的声功率大约在10~50μW,唱歌演员的声功率男高音大约在0.2~30mW,女高音大约在0.1~200mW。值得指出,声功率不应与声源的电功率混淆。

(2)声强

声强是指垂直于声波传播方向单位面积所具有的声功率,用I表示,单位为W/㎡。可表示为:I=W/S对于平面波,在无反射的自由声场中,由于声波在传播过程中,波阵面的大小相同,因此,声强与离声源的距离无关,即平面波的声强保持不变。对于球面波,波阵面随传播距离的增加而扩大,在离声源距离r处,其波阵面以r为半径的球面。

(3)声压

对于空气煤质,当没有声波时,空气处在平衡状态,其静压强P0一般等于大气压。在声波作用下,空气会产生稠密和稀疏相间变化,压缩稠密层的压强P0大于大气压强P,这时压强为正。反之,膨胀稀疏层的压强P0就小于大气压强P。,这时压强为负。声压的单位就是压强的单位,用Pa表示。1 Pa=1N/㎡。

声波在空气中传播时,声压P实际上随时间而迅速变化,这种对应于某一瞬间时的起伏变化称为瞬间时声压。在一定时间间隔中最大的瞬间声压称为峰值声压。在可听声范围内,每秒内周期性变化的次数很多,但人耳感觉不出声压的这种起伏变化,听起来好像是一个稳定的声音。声音的强弱只与瞬时声压的某种时间平均值有关,这种声压的平均值称为有效声压。从能量考虑有效声压是瞬时声压的方均根值,即把声压先平方,再对时间作平均,然后开方。如果没有特别说明,一般所称的声压指的就是有效声压。

声压和大气压相比是很小的,例如20Pa的声压差不多是人耳听觉的最高极限 。声压再高将使人耳疼痛难受,这一极限为痛阈。然而,其声压同大气压相比却只有万分之而左右。

人们一般说话时,离开嘴唇0.5m处的声压大约是0.1Pa,仅为大气压的百万分之一左右。如果声压很低人耳听不见了。具有正常听力的人耳能听到低声压为2×10﹣5Pa,这个最低极限称为可听阈。

综上所述,人耳能听到的声压范围是非常之大,从能听到最小声压到能承受的最大声压20Pa,两者相差高达一百万倍。如用质量来比喻,这相当于是1g与1t之间的差别。

声压与听觉关系密切,而且声压比声功率更易于测量,因此,通常采用声压作为声学的基本量,用来计量声波的强弱,即声音的大小。

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