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声波的传播特性
声波的传播特性
1、声的绕射（衍射）（惠更斯原理）1）现象：隔障碍物可听到声音
2）定义：声波在经过障碍物时，其传播方向要发生改变，能绕过障碍物继续前进的现象。
3）结论：障碍物尺度与声波波长相比足够大，该物体对声传播才有影响，才能改变声的传播方向。
特点：声波的频率越小，波长越长绕射的现象越明显。
惠更斯原理：在任一时刻，波阵面上的各点都可以看作一个发射于波的新波源，在下一时刻，这些子波的包迹面就是实际波源在此刻的新的波阵面。
2、声的反射
1）现象：在较大的障碍物前（如墙等）或封闭空间中，听见的声音较旷野里大，甚至声源关闭后，声音较长时间才消失。
2）定义：声波传到两个介质分界面时，部分声波从界面返回原介质的现象。
3)反射条件： 障碍物—反射板的尺度充分大（大于波长）。
4）典型反射面的应用
平面——镜象反射
凹面——形成声聚焦
凸面——声扩散
3、声的透射
1）现象： 隔墙可以听到声音
2）定义： 声传播过程中，部分声能被反射、部分被吸收、部分透过障碍物继续传播
4、吸声概念
1）声传播的能量分配
Eo=Er+Ea+Et 能量守恒
2）反射系数 r= Er/Eo 透射系数 t= Et/Eo
3）吸声系数 a= 1- r
概念：从入射声能所在空间考虑，除反射声以外，均不会引起该空间声场的变化，故认为除去反射声的声能以外，均视为被围护结构所“吸声”。
定义： a=（ Eo - Er ）/ Eo= （ Ea + Er ）/ Eo
5、声的干涉
1）现象 在同一空间中可能出现的随位置的不同声能分布不均匀，声音从而随位置变大或变小，甚至声音沉寂的区域。
2）定义：两种频率相同，相位相同或相位差固定的两列波叠加，在重叠区域某些位置振动加强，另一些位置声振动减弱的现象。
3）结果：使声场分布极不均匀。
6、大气的影响
1）声折射
从地表到几十公里的高空，空气的温度与密度随高度而变化，由于它们的不均匀性，从而大气层中的声速也是随位置而变化的。由波的传播特性可知，声波将发生向声速较小的介质层折射。
白天：在太阳的热辐射下，地表很热，空气的温度随高度增加而逐渐减小，所以在白天地面附近的空气层中声线向上弯曲，这样在水平方向上声传播距离减小，听闻不佳。
夜间：地表向空中辐射能量（长波）迅速冷却，从而空气的温度随高度的增加而增加。从 高空到地面声速随高度减小而减小，声线向下弯曲。在水平方向上声传播距离增大，听闻效果好。
白天气温随高度增加而减小，直到约40Km高空，再向上由于该层大气强烈吸收紫外线，而气温又上升，因此在40公里以上高空由于气温的升高，又折向地面——故出现异常听闻区域。
2）空气的吸收
由于空气分子间存在摩擦和热传导，使一部分声能转化为热能被消耗，其宏观表现为空气的吸收。