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第1章声音21
例1.9试计算声波在钢材和桦木中的传播速度。
某点的声音由来自扬声器的声音及其反射声组成,假设两个声音具有相同的振幅,反射声的延时为1ms。试问在250Hz、500Hz和1kHz时该点的声压振幅分别是多少?
单一频率正弦波声压可用下式表示:
P=P,sin(2nft)或Pasin(360°f)其中,f为频率(Hz),t为时间(s)。
函数中的系数2n或360°用来精确表示正弦波在一个周期中所处的位置。每个周期完成一周的转动,因此一个周期对应于转动360°,或者更常见的说法是2n弧度。这种频率的表示方法称为角频率(1Hz=2n弧度每秒)。
由于传播路径的变化引起的延时使其中一列波的到达时间发生改变。延时为T的正弦波的声压表示为:
P-=Psin(2nft+)或P-sin(360°fAx+7)
其中,r为延时(s)。
将延时波和未延时波叠加后得:
Poa=Pasin(360°fRt+7))+Pasin(360°ft)
如果延时波和未延时波等振幅,则
P.-2-.cosfsor(g/snfpso-r(+5)
上式中余弦项与延时和频率有关,而正弦项表示略有延时的原声波。
因此,两列波叠加后的声压振幅为:
P.am =2R.cos360r(g)
用上式可以计算不同频率时延时波对总声压振幅的影响:
Pou snu =2.cos|3so-(g)
=2P,c0s|360°×250x|1×102|_1.41P。