什么是驻波?
如果您曾经见过超声波清洁工具清洗珠宝或电子元件,那么您或许就见到了驻波的活动。 我们都有这样的经历,当我们往池塘丢石子的时候, 水面就会又那个点产生一系列向外延伸的波。 如果池塘大一些的话,在那些波浪到达岸边被反回到起源的地方之前就会消失了。 但是在一个很有限的区域中,比如超声波清洁器内,声 波由边界反弹并且产生压力,这种作用也就是它的工作原理。 在我们的控制室\视听室中音箱发出持续的低音时会发生相同的事情。 根据音箱的位置、房间的尺寸和声音的频率,这种作用会在房间内不同的位置。
驻波:两列沿相反方向传播的振幅相同,频率相同的波叠加时形成的波叫做驻波。
驻波能改变声音原有的特性,在某些频段出现峰值,驻波使低频音听着缓慢迟钝。
只要两对立平行墙面的距离等于半波长的整倍数,就会出现共振,产生驻波,造成声染色。如果空间内三组平行墙面分别产生的驻波有频率重叠,就会形成更强的驻波。正方形的听音空间就非常容易出现。
房间里在相对的墙壁之间,由于声音的多重反射而产生驻波,当驻波发生时能产生共振,其频率取决于墙壁间的距离,可见房间实际上就是个谐振器。房间里产生驻波造成声染色最多的地方,是音箱后墙的两边墙角.它会反射不干净的低音,这种效应称为房间隆隆声(room booming)。这种低频驻波是常见的声学缺陷,造成低音清晰度下降,需要小心处理。
改善的方法:
室内物品摆放避免对称;因为声波的分布是随机的,大房间受的影响要小于小房间的;最好避免房间任何两面的尺寸相等,或一面恰好是另一面的两倍,也就是正方形或长宽比是两倍的房间。
由于100Hz以下声音的波长大于3.4m,与房间的尺寸处在同一数量级,所以在其空间只能产生几个共振频率,低频声波的相互干扰较少,听起来显得自然圆润。但中、高频声音的波长远小于空间尺寸,将在室内产生大量驻波,在驻波的相互干涉下,房间在100~500Hz的声学特性一般都较差,而这个频段的声频能量又很高,所以要予重视,作出适当处理。控制驻波反射的一个好办法是利用装满书籍的书架,书籍的不规则外形和不太强的吸声作用,能使声波发生散射,从而减轻声音反射的影响。大理石和花岗岩地坪和落地玻璃是现代家居装修的首选,但却是音响效果的大敌。常会引致声音的模糊嘈吵,改善的方法是在音箱前方放置适当大小的地毯和在玻璃前加上厚窗帘。 吸声系数
声波在各种媒质中传播时,能量会由于不断地被介质吸收而逐渐减少。在空气中传播时,距离越远、温度越低、湿度越小、频率越高衰减越大,反之,衰减越小。
能够界定吸音材料的实际效用的标准指标即人射声能被材料表面或媒质吸收的百分数“吸声系数”。这个系数从0到 1.0,吸声系数越大,对声能吸收的越多。0代表没有丝毫作用,1.0 代表效果百分之百。因为所有的材料都是对特定的声波吸收强对另外的会差一点,因此吸收系数也就同这特定频率紧密联系。
对给定的频率吸音系数是0.5 的吸音材料,那么它吸收一半的声音而反射剩余的一半。 举例来说,2 寸厚的 703高强的玻璃纤维板对 125赫兹的声波的吸音系数是0.17 ,因为这个频率在玻璃纤维的有用范围的边缘, 83% 的声波穿过它而不被吸收。另一方面,表面贴纸的705 FRK 玻璃纤维对高频的反射作用更强,因此它对4KHz的吸收系数是0.34 代表着该频率66% 的声波被反射回房间之内。 在吸收的有效频率范围之外不是被反射了就是穿过了。正是因为这个道理木面板的50 Hz 和 200 Hz低频陷阱对高频率的反射更强。 |