声学(Acoustics)是关于声音(Sound)和噪声(Noise)的学科:
◎ 声音是由具有弹性的流体或固体材料中的微小扰动产生的;
◎ 噪声是一种声学现象,噪声会产生让人不适的听觉感受。这种感受取决于噪声的强度,同时也取决于感受者的人文因素和心理因素。
从物理学的角度讲,声音是由流体中的压强 随时间在参考压强 附近的快速变化产生的。声学压强(简称声压) 可以表达为下式:
(1-1)
在大气中参考压强为大气压;在水中,参考压强则为流体静压。声压远小于参考压强。声压的单位是帕斯卡(简称帕,Pa)。为了简化书写方式,后文中统一采用 p ( t )代替 p ac ( t )作为声压的符号。
对声学的研究其实可以拓展到对任意连续弹性介质中压力波传播的研究,如对地球动力学或者水下声波传播的研究。声学研究主要涵盖了下面4个方面的内容,如图1-1所示:
(1)声波的产生;
(2)声波的传播,即声波从声源到达接收物的传播过程;
(3)接收物(如麦克风、人耳)对声波的测量、记录或感知;
(4)声波在介质中传播时对介质本身物理特性产生的影响。在本书涉及的线性声学领域中忽略此内容。