音乐声学与心理声学(第3版) 313

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　　298音乐声学与心理声学（第三版）
　　有许多方法可用来达到此目的。凹凸的线度要达到至少1/8波长，最好是1/4波长，才能有效地使声波扩散反射。这就使得低频时要求物体的尺寸极大，如在34Hz时为1.25m~2.5m，而高频时所需的物体尺寸又很小，如在3.kHz时为1.25cm~2.5cm。如果物体的尺寸太小，如小于1/8波长，就不能很好地扩散声波；如果物体的尺寸太大，如大于1/2波长，其本身就是声学上的镜面，因此也不能很好地扩散声波。可见，使声波扩散反射并不是轻易就能做到的。凹凸不平的表面对中频和高频有扩散作用。对于极高的频率，例如频率高于约4kHz时，表面粗糙的材料如砖块或切割粗糙的石头墙就能起到扩散作用。为了获得较好的扩散特性，一种"井"式结构的扩散体被研制出来并得到应用（Schroeder1975、
　　DAntonio和Konnert1984）。这种结构的"井"深是由严格定义的数值序列决定的。这些结构的设计原理相当复杂，如果读者想了解更详细的内容，可参看参考文献中所列的文献资料。下面将简要介绍它们的工作原理。
　　6.4.1扩散体工作原理
　　假设某个坚硬表面上有许多高度为d的凸起物，并假设某声波从法向入射，那么，声波反射的状态与凸起物高度相对于波长的大小有关。
　　下面分3种情况考虑：
　　（1）当d< 　　（2）当d=/4时，从表面最高点反射的声波比从表面反射的声波早
　　/2，这意味着在法向上声波相互抵消，没有声波在这个方向上传播。但是，由于系统不存在能量损失（能量守恒定律），因此声波必然向其他某个方向反射。如果声波不从法向入射，那么凸起物与平面的相对距离减小，镜面反射的声压幅度就会有所增大。这就是利用硬表面扩散声波的基本原理，即扩散面修正了反射波的波阵面相位或波阵面形状，使声波沿着非镜面反射方向反射；
　　（3）当d=/2时，从表面最高点反射的声波比从表面反射的声波早A，因此入射波和反射波同相。这时，凸起物的影响消失，硬表面可看成是平面，对声波产生镜像反射。