室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)—聲學(xué)方法與光學(xué)方法的比較

時(shí)間：

2021-10-23

作者：

思成舞臺(tái)設(shè)計(jì)

分類：

聲學(xué)知識(shí)

聲學(xué)分析方法已成為物理學(xué)三個(gè)重要分析方法(聲學(xué)方法、光學(xué)方法、粒子轟擊方法)之一。聲學(xué)方法與光學(xué)方法(包括電磁波方法)相比有相似處，也有不同處。

相似處是：聲波和光波都是波動(dòng)，使用兩種方法時(shí)，都運(yùn)用了波動(dòng)過程所應(yīng)服從的一般規(guī)律，包括量子概念(聲的量子稱為聲子)。

不同處是：

（1）.光波是橫波，聲波在氣體中和液體中是縱波，而在固體中有縱波，有橫波，還有縱橫波、表面波等，情況更為復(fù)雜。

（2）.聲波比光波的傳播速度小得多。(在氣體中約差百萬倍，在液體和固體中約差十萬倍)

一般物體(固態(tài)或液態(tài))和材料對(duì)光波吸收很大，但對(duì)聲波卻很小，聲波在不同媒質(zhì)的界面上幾乎是完全反射。這些傳播性質(zhì)有時(shí)造成結(jié)果上的極大差別，例如在普通實(shí)驗(yàn)室內(nèi)很容易驗(yàn)證光波的平方反比定律(光的強(qiáng)度與到光源的距離平方成反比)，雖然根據(jù)能量守恒定律聲波也應(yīng)滿足平方反比定律，但在室內(nèi)則無法測(cè)出。因?yàn)槭覂?nèi)各表面對(duì)聲波來說都是很好的反射面，聲速又比較小，聲音發(fā)出后要反射很多次，在室內(nèi)往返多次，經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間(稱為混響時(shí)間，嚴(yán)格定義見建筑聲學(xué))才消失。任何點(diǎn)的聲強(qiáng)都是這些直達(dá)聲和反射聲互相干涉的結(jié)果，與距離的關(guān)系很復(fù)雜。這就是為什么直到1900年賽賓提出混響理論以前，人們對(duì)很多聲學(xué)現(xiàn)象不能理解的原因。