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吸音材料吸收声能的过程

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  能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变,对于声音也是一样。


  声音是由物体振动通过介质产生的声波,也就是说声波的传递就是能量的传播。能量守恒定律告诉我们声波不会无缘无故的产生,也不会凭空消失。声波的产生到传递过程的衰减,都符合能量守恒定律。


  就以一个装有吸音材料水泥墙的房间为例,物体振动产生声音,然后通过以空气为介质向一个方向传播,最后撞击装有吸音材料的墙面。当声波在空气中传播时,声波会跟空气产生摩擦,产生较小的热能损失,这一部分的损失主要是高频部分。当声波撞击吸音材料的时候,声波会像光在照射到玻璃上一样,会出现两种情况:一是产生反射;另外一部分的声波则通过吸音材料继续传播,这过程就跟光在玻璃里面传播一样——折射。声音的传播会向下折射,这是由于吸音材料的密度大于空气导致的。声音通过吸音材料传播时会有一定的摩檫力,会产生一定的热能,这里所产生的热能就是由声波通过吸音材料时声能转化而来的。


  如何判断吸音材料的吸音效果?


  吸声系数是用来评估材料吸音效率的指标。它会随着声音的入射角度变化而变化,因此在测量吸音系数时,我们通常会把声音的入射角度取平均值进行计算。


  吸音系数通常用α表示,α为1.0时,是一种理想的吸音材料,它能够百分之百的吸收声能,而α为0时,则是一种理想的反射材料。


  吸音量很明显地表明吸音效果。我们用A表示吸音量,而房间吸音材料的表面积用S表示。吸音量A可以通过吸音材料的面积与吸音系数的乘积获得。即A=Sα。


  但是有时为了追求更加完美音效,工程师会选用特殊的吸音材料,有的是为了增大吸音量的,有的吸音材料只吸收某个频段的声能。


  我们常见的吸音材料都有很多孔,但这些孔就大有学问了。如何判断好的吸音材料,小编从网上查阅一些资料:


  当然在实际的应用中材料厚度、材料容重、空气层、护面层等因素都对吸音量有一定的影响。


  并不是所有的吸音材料都可以满足任何的声学空间环境需求的,所以吸音材料的选取非常重要,吸音材料可以消除厅堂的回声和声聚焦等音质缺陷,但若挑选到不适宜的材料则会适得其反。例如:当直接声到达墙面后,没针对性地将其有效吸收,其和反射声之间的声程差达到17m时,两个声音的时差就达50ms,根据哈斯效应特点,人耳就能开始感知到回声。所以,在设计时我们需要根据扩声现场的实际需求,才能得到一个良好的声音效果。


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