2024年3月23日发(作者：)

声学基础知识

声学是物理学分支学科之一，是研究媒质中机械波的产生、传播、接收和效应的科学。

媒质包括物质各态(固体、液体和气体等)，可以是弹性媒质也可以是非弹性媒质。以下是

由 整理关于声学知识的内容，希望大家喜欢!

声学的领域

介绍

与光学相似，在不同的情况，依据其特点，运用不同的声学方法。

波动

也称物理声学，是用波动理论研究声场的方法。在声波波长与空间或物体的尺度数量

级相近时，必须用波动声学分析。主要是研究反射、折射、干涉、衍射、驻波、散射等现

象。在关闭空间(例如室内，周围有表面)或半关闭空间(例如在水下或大气中，有上、下界

面)，反射波的互相干涉要形成一系列的固有振动(称为简正振动方式或简正波)。简正方式

理论是引用量子力学中本征值的概念并加以发展而形成的(注意到声波波长较大和速度小

等特性)。

射线

或称几何声学，它与几何光学相似。主要是研究波长非常小(与空间或物体尺度比较)

时，能量沿直线的传播，即忽略衍射现象，只考虑声线的反射、折射等问题。这是在许多

情况下都很有效的方法。例如在研究室内反射面、在固体中作无损检测以及在液体中探测

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等时，都用声线概念。

统计

主要研究波长非常小(与空间或物体比较)，在某一频率范围内简正振动方式很多，频

率分布很密时，忽略相位关系，只考虑各简正方式的能量相加关系的问题。赛宾公式就可

用统计声学方法推导。统计声学方法不限于在关闭或半关闭空间中使用。在声波传输中，

统计能量技术解决很多问题，就是一例。

分支

可以归纳为如下几个方面：

从频率上看，最早被人认识的自然是人耳能听到的“可听声”，即频率在20Hz～

20000Hz的声波，它们涉及语言、音乐、房间音质、噪声等，分别对应于语言声学、音乐

声学、房间声学以及噪声控制;另外还涉及人的听觉和生物发声，对应有生理声学、心理声

学和生物声学;还有人耳听不到的声音，一是频率高于可听声上限的，即频率超过20000Hz

的声音，有“超声学”，频率超过500MHz的超声称为“特超声”，当它的波长约为10-8m

量级时，已可与分子的大小相比拟，因而对应的“特超声学”也称为“微波声学”或“分

子声学”。超声的频率还可以高1014Hz。二是频率低于可听声下限的，即是频率低于20Hz

的声音，对应有“次声学”，随着次声频率的继续下降，次声波将从一般声波变为“声重力

波”，这时必须考虑重力场的作用;频率继续下降以至变为“内重力波”，这时的波将完全由

重力支配。次声的频率还可以低至10-4Hz。需要说明的是，从声波的特性和作用来看，

所谓20Hz和20000Hz并不是明确的分界线。例如频率较高的可听声波，已具有超声波的

某些特性和作用，因此在超声技术的研究领域内，也常包括高频可听声波的特性和作用的

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