理論聲學

TheoreticalAcoustics課程編號：31117Z學時:60學分:3時間：星期一,四第3、4節(jié)地點：N313

張海瀾中國科學院聲學研究所zhanghl@62565811

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2023/8/81理論聲學(1)緒論理論聲學

TheoreticalAcoustics課程編號主要參考書馬大猷，現(xiàn)代聲學理論基礎(chǔ)，科學出版社(2004)。杜功煥、朱哲民、龔秀芬著，聲學基礎(chǔ)(第2版)，南京大學出版社(2001年)。AllanD.Pierce,Acoustics,McGraw-HillBookCompanyP.M.莫爾斯、K.U.英格特著，理論聲學(上、下兩冊)，科學出版社(1984、1986年)。DanRussell/~drussell/Demos.html,2023/8/82理論聲學(1)緒論主要參考書馬大猷，現(xiàn)代聲學理論基礎(chǔ)，科學出版社(2004)。緒論我們生活在聲音的世界里自然界中的聲音人類活動產(chǎn)生的聲音，音樂，語言，噪聲2023/8/83理論聲學(1)緒論緒論2023/8/23理論聲學(1)緒論聲和音的概念聲(1)人耳能夠感覺到的聲波的作用(2)任何彈性介質(zhì)中傳播的擾動,機械波音能引起有音調(diào)的感覺的聲波，有意義的聲大音希聲，大象無形——《老子》第四十一章2023/8/84理論聲學(1)緒論聲和音的概念聲2023/8/24理論聲學(1)緒論聲學

(Acoustics)研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的科學,關(guān)于聲音的學問聲學的研究方法和物理其他分支有共同之處

2023/8/85理論聲學(1)緒論聲學

(Acoustics)研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)聲信息未見其人，先聞其聲幾乎所有的物體可以用聲波探測聲波是海洋遠距離探測的唯一手段語音是人與人之間交流最有效的手段人與機器之間交流的手段2023/8/86理論聲學(1)緒論聲信息未見其人，先聞其聲2023/8/26理論聲學(1)緒聲學技術(shù)應(yīng)聲學科學原理改造人類的物質(zhì)環(huán)境2023/8/87理論聲學(1)緒論聲學技術(shù)應(yīng)聲學科學原理改造人類的物質(zhì)環(huán)境2023/8/27理聲學藝術(shù)音樂(Music)利用聲音與人類的主觀反應(yīng)的關(guān)系，滿足人類的精神生活需要2023/8/88理論聲學(1)緒論聲學藝術(shù)音樂(Music)利用聲音與人類的主觀反應(yīng)的關(guān)系，滿聲波的定性描述

2023/8/89理論聲學(1)緒論聲波的定性描述2023/8/29理論聲學(1)緒論聲是彈性介質(zhì)中傳播的機械波彈性介質(zhì):空氣水(流體)固體真空中沒有聲波2023/8/810理論聲學(1)緒論聲是彈性介質(zhì)中傳播的機械波2023/8/210理論聲學(1)描述聲波的基本概念連續(xù)介質(zhì)無限多連續(xù)分布的物質(zhì)點包含大量分子的小體積元聲場存在聲音的空間聲壓聲場中聲音產(chǎn)生的壓力擾動單位：Pa(帕)N/m2bar(巴)=100kPa2023/8/811理論聲學(1)緒論描述聲波的基本概念連續(xù)介質(zhì)無限多連續(xù)分布的物質(zhì)點包振動

頻率單位時間里波動的次數(shù)單位Hz次/秒赫茲周期波動一次的時間波長波動一次傳播的距離聲速聲速等于波長乘以頻率振幅2023/8/812理論聲學(1)緒論振動頻率單位時間里波動的次數(shù)2023/8/212理論聲A4=440Hz聲音的頻譜2023/8/813理論聲學(1)緒論A4=440Hz聲音的頻譜2023/8/213理論聲學(2023/8/814理論聲學(1)緒論2023/8/214理論聲學(1)緒論聲學的歷史聲學是研究聲的科學是物理學的一個分支它有悠久的歷史又充滿了發(fā)展活力2023/8/815理論聲學(1)緒論聲學的歷史聲學是研究聲的科學2023/8/215理論聲學(燦爛的古代聲學最早的聲音的研究：自然的聲音、人類的聲音、語言、音樂、樂器，房間的聲學特性聲波和水波的類比，大量聲學現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，共振、天壇大量出土的古代樂器，編鐘，調(diào)音樂律：三分損益法2023/8/816理論聲學(1)緒論燦爛的古代聲學最早的聲音的研究：自然的聲音、人類的聲音、語ChineseTraditionalInstrument2023/8/817理論聲學(1)緒論ChineseTraditionalInstrument2023/8/818理論聲學(1)緒論2023/8/218理論聲學(1)緒論經(jīng)典聲學，17-19世紀精密的測量，數(shù)學的應(yīng)用波動方程為標志的理論體系應(yīng)用于各種具體問題1643年伽利略建立音高和頻率的關(guān)系1713年泰勒提出弦的振動方程，伯努力、達朗貝爾、歐拉建立了波動方程2023/8/819理論聲學(1)緒論經(jīng)典聲學，17-19世紀精密的測量，數(shù)學的應(yīng)用2023/8經(jīng)典聲學，17-19世紀1660年波義爾實驗證明聲不能在真空中傳播聲速測量，1635年賈森地測得聲速480m/S，1740年得到比較準確的值1850年克?；舴蛲瓿砂宓睦碚?687年牛頓推導(dǎo)聲波速度公式(等溫)，1816年拉普拉斯得到絕熱聲速公式拉普拉斯測量水中聲速2023/8/820理論聲學(1)緒論經(jīng)典聲學，17-19世紀1660年波義爾實驗證明聲不能在真空經(jīng)典聲學，17-19世紀1581年明朝王子朱載堉創(chuàng)立十二平均律亥姆霍茲1862年出版音的感覺瑞利出版聲學理論2023/8/821理論聲學(1)緒論經(jīng)典聲學，17-19世紀1581年明朝王子朱載堉創(chuàng)立十二平均2023/8/822理論聲學(1)緒論2023/8/222理論聲學(1)緒論2023/8/823理論聲學(1)緒論2023/8/223理論聲學(1)緒論“許多人看了瑞利的聲學原理以后覺得聲學的所有問題都已經(jīng)研究過了，以后也許只有工程技術(shù)問題了，但實際上完全不是這樣。20世紀，特別是20世紀下半葉，聲學有了突飛猛進的發(fā)展，面貌一新?！?/p>

關(guān)定華：“神秘的聲音世界”2023/8/824理論聲學(1)緒論“許多人看了瑞利的聲學原理以后覺得聲學現(xiàn)代聲學：20世紀大發(fā)展非線性聲學、混沌海洋、大氣和地球的聲學超聲檢測、處理、超聲電子學建筑聲學，噪聲控制，語言聲學生理聲學和心理聲學

形成交叉學科2023/8/825理論聲學(1)緒論現(xiàn)代聲學：20世紀大發(fā)展非線性聲學、混沌2023/8/225技術(shù)的發(fā)展實驗是基礎(chǔ)1880年居里發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)，石英1842年焦耳發(fā)現(xiàn)磁致伸縮20世紀初電子管，隨后的半導(dǎo)體、集成電路、計算機人耳非常靈敏，但卻不精確2023/8/826理論聲學(1)緒論技術(shù)的發(fā)展實驗是基礎(chǔ)2023/8/226理論聲學(1)緒論聲學理論的發(fā)展聲波的波長和物體的尺度相當簡單模型，理論復(fù)雜，學院色彩技術(shù)發(fā)展要求更精確的理論實際條件下復(fù)雜的聲學現(xiàn)象近年來計算聲學的發(fā)展泛函分析進入本科和研究生教材瞬態(tài)問題對實際和學術(shù)非常重要2023/8/827理論聲學(1)緒論聲學理論的發(fā)展聲波的波長和物體的尺度相當2023/8/227聲學基礎(chǔ)海洋學電工和化工機械工程建筑工程地球和大氣物理醫(yī)學生理學心理學語言音樂表演藝術(shù)室內(nèi)聲學劇院音質(zhì)樂律樂器聽覺振動沖擊噪聲地震學大氣聲學生物聲學心理聲學通訊水聲學電聲學聲和超聲工程藝術(shù)工程地學生命科學2023/8/828理論聲學(1)緒論聲學基礎(chǔ)海洋學電工和化工機械工程建筑工程地球和大氣物理醫(yī)學生水聲公共實驗室

建于1958年換能器與基陣校準水聲設(shè)備調(diào)試近程傳播實驗儀器設(shè)備與實驗室主體改造投資逾500萬元2023/8/829理論聲學(1)緒論水聲公共實驗室建于1958年2023/8/229理論聲學(音頻聲學實驗室主體建筑建成于1964、1985年,國內(nèi)外少有大量的聲場實驗和標準測量儀器設(shè)備改造投資逾400萬元2023/8/830理論聲學(1)緒論音頻聲學實驗室主體建筑建成于1964、1985年,國內(nèi)外少Pneumaticloudspeaker2023/8/831理論聲學(1)緒論Pneumaticloudspeaker2023/8/23EquipmentMadeinChina2023/8/832理論聲學(1)緒論EquipmentMadeinChina2023/8/Isheorshelovely?2023/8/833理