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播报：声功率和声强（1）— 名词解释

2022-12-05 15:54:33来源：海德声科  

本文是关于声能量参数声功率和声强系列文章中的第一篇。主要包含名词的定义解释，是后面几部分的基础，旨在帮助大家重新认识和理解相关内容。

Sound pressure 声压



【资料图】

声压描述的是声音在传播介质中引起的压力脉动，相当于在大气压强上叠加一个声波扰动引起的压强变化。声压是一个标量，是无指向性的变量。例如在自由场中的球面波，随着声源距离r的增大，声压以1/r比例降低，如果距离增加一倍，则球面波声压变为1/2。

图1：介质粒子的运动

Particle velocity 粒子速度


粒子速度表示介质粒子围绕固定位置振荡的速度（介质粒子只会在固定位置附近振荡，并不会随着声波前进）。粒子速度是矢量，既具有幅值又具有方向性。粒子速度不是声音在介质中传播的速度，通常声音传播速度会远大于粒子速度。


Sound intensity 声强


声强表示单位时间内通过单位面积的声能量，是声压和粒子速度作用的结果，因此声强也是矢量。声场中的能量流可以用声强来描述，但声强仅表述时间平均的单位面积能量流，像驻波这样会来回传播的能量则无法表述。


声强可以在声场中任意位置测量，并且可以用于计算声源的声功率。对于球面波声场，声强大小随声源距离r增大，以

1/r2

比例减小，例如，当距离增大一倍时，声强值变为1/4。

图2：球面波声强

Sound power 声功率


声功率表示声源单位时间辐射的声能量。因此声功率描述的是声源的强度而非声场，不同于声压或者声强，声源的声功率与到测点的距离无关。

表1：名词定义概述


声能量参量用于描述声场或者声源，声场参量用于描述声场的状态。为了能够更方便地表示这些参量的数值，大部分情况下使用dB来表示声压级、声强级和声功率级：

声压级计算的参考值为人耳1kHz听阀声压（

p0=2x10-5 Pa

）。声强级计算的参考值选择为在自由场中声音传播方向上使声压和声强数值相等的值。（理论上，这两个值并不完全相等，因为给出的参考值是四舍五入的，实际的差别取决于声音传播介质的声阻抗。对于空气介质，这种偏差通常可以忽略不计，除非在海拔很高的地方进行测量。）


然而，日常很少遇到自由场条件，因此声压级与声强级之间存在或大或小的差异。


在自由场中将测点到声源的距离增加一倍，在声音传播方向上测量得到的声压数值减半，从而使声压级降低6 dB。两倍的距离使声强值降低到原来的四分之一，因此声强级同样是降低6 dB。


以上就是有关声强与声功率的基本概念解释，我们将在下一篇系列文章中讨论声强与声功率的意义及测定方法。

标签： 粒子速度 用于描述 传播介质

责任编辑：hnmd003

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