声波的产生和传播 在我们生活的世界里充满着各式各样的声音，如电闪雷鸣声、山溪潺潺的流水声、火车轮船的汽笛声、节日喜庆的锣鼓声、商场闹市的嘈杂声、人们相互间的交谈声......这些声音虽然发声的形式各不相同，但它们有个共同特点，即所有声音都是由物体的振动产生的。因此，有时就把产生声音的振动物体称为声源。
声源可以是固体，也可以是气体或液体。 声音来自振动，但振动并不一定都能产生声音。振动必须通过弹性媒质才能把声音传播出去，例如扬声器的发声，当音频信号使扬声器纸盆前后振动时，邻近纸盆前面的空气被带动一起振动，该空气振动后又带动其前面相邻空气层一起振动，这样一层层空气就由近及远的依次振动，从而使物体的振动以一定的速度传播出去。值得指出，当声音在媒质中向四面八方传播时，媒质本身并不随声音一起传播出去，它只是在平衡位置附近来回振动。就像一块石头掷入湖中，在水面产生一圈圈向外扩散的圆形水波。如果上面有一片树叶，则可以看到树叶在原来的位置上下振动。这种运动形式就叫做波动。
振动和波动是互相密切联系的，振动是波动的产生振源，而波动是振动的传播过程。声音在本质上是机械振动的传播过程。因此，声音也叫做声波。声波传播的媒质同样可以是固体、气体或液体。
声波在气体和液体中只能产生纵波，所谓纵波就是媒质质点振动方向和声波传播方向一致的波。声波在固体中不仅能产生纵波，还能产生横波，所谓横波就是媒质质点振动方向和声波方向相垂直的波。
声波一般是通过空气媒质，经外耳道使鼓膜产生振动，并经中耳放大，传到内耳转换成神经脉冲，刺激听觉神经产生声音的感觉。
声波的主要特性
频率是声源每秒振动的次数，用f表示，单位为Hz。具有正常听力的人耳可感觉到的频率范围为20~20000Hz，通常称为可听声范围。频率在20Hz~20KHz之间称为声波；频率大于20KHz称为超声波；频率小于20Hz称为次声波。超声波和次声波人耳是听不到的，地震波和海啸都是次声波。有些动物的耳朵比人类要灵敏得多，比如蝙蝠就能"听到"超声波。
周期是声源振动一次所需的时间，用T表示，单位为s，周期与频率的关系为：T=1/f。 波长是声源振动一个周期声波传播度距离，用λ表示，单位为m。 声速是单位时间内声波的传播距离，用C表示，单位为m/s。
它与频率、周期、波长的关系为： C=λf=λ/T 声波在传播过程中当遇到障碍物时，其尺寸的大小对声波的影响很大，障碍物的尺寸大小是相对于声波的波长而言的。例如，直径50cm的柱子，对100Hz声波的传播没有影响，因为其波长为3.4m，比柱子的直径大得多，但对1000Hz声波的传播则影响很大，因为其波长为3.4cm，柱子的直径比波长大得多。可听声主要频率对应的波长如下图所示：
声波的衍射和反射 当声波在向前传播的路程中，遇到障碍物时就会发生反射和衍射，其影响取决于障碍物的大小。
如果声波波长比障碍物大得多，从障碍物反射回来的声波很小，仅会在其后产生很小的声影区，大部分声波能绕过障碍物，距离障碍物稍远的地方就好像没有障碍物一样的传播。
如果声波波长比障碍物小时，反射波会增加，在障碍物后面会产生较大的声影区，这一声影区将随波长的减小（即频率增高）而扩大。
如果障碍物是个坚硬光滑的平面墙壁，其尺寸比波长大很多时，入射到壁面的声波会像光波入射到镜面一样被反射回来。 如果声波在传播过程中，遇到开有一个孔洞的壁面时，声波除碰到壁面反射外，还有部分声波会从孔洞穿过去，这一穿透现象也和衍射一样，与孔洞大小有关。 对于小的孔洞，即声波波长比孔洞的尺寸大的多时，从孔洞穿透的声波可以看做一个新的点声源，在壁面另一侧形成半球面波形传播，（图1-4所示）。
对于大的孔洞，即声波波长比孔洞的尺寸小的多时，声波一方面从孔洞中直接穿过去并保持原来的波形继续传播，另一方面声波会绕过孔洞的边缘，而进入壁面的后背传播，（图1-5所示），声波频率越低，衍射现象越明显。
建筑材料对声波传播的影响 在论述声波反射和衍射时，一般不考虑障碍物的吸声和透声作用。而实际上，当声波入射到建筑材料的表面时，总会有一部分声能被反射，一部分声能被材料层吸收，还有一部分会透过建筑材料层，在材料的另一侧继续传播。 根据能量守恒定律，入射声能Ei和反射声能Er、吸声声能Eα以及透声声能Eτ之间的关系为： Ei=Er+Eα+Eτ 如果把反射声能与入射声能之比称为反射系数，用r表示，则r=Er/Ei。 如果把透声声能与入射声能之比称为透声系数，用τ表示，则τ=Eτ/Ei。 如果把吸收声能及透声声能与入射声能之比称为吸声系数，用α表示，则α=（Eα+Eτ）/Ei，也可以写成： α=1-Er/Ei=1-r 反射系数越大，吸声系数越小；反射系数越小，吸声系数越大。一般把吸声系数α＞0.2的材料称为吸声材料。同样，反射系数越大，透声系数越小，材料隔音性能越好。而吸声材料则要求反射系数越小越好。
声音的表示大小和计量 声音的强弱和大小一般可用声功率、声强和声压来表示。
声功率：是表示声源单位时间内向外发射的声能，用W表示，单位为W。 声源的声功率很微小。例如一般人讲话时的声功率大约为10~50μW，唱歌演员的声功率男高音大约为0.2~30mW，女高音大约为0.1~200mW。
声强：是指垂直于声波传播方向单位面积所具有的声功率，用I表示，单位为W/m2，可表示为：I=W/S。
声压：对于空气媒质，当没有声波时，空气处在平衡状态，其静压强P0一般等于大气压。在声波作用下，空气会产生稠密和稀疏的变化，声压P是由于声波作用使媒质产生的压强变化，可表示为：P=Pt-P0。声压的单位就是压强的单位，用Pa表示。
在实际应用中，为了适应人耳听力的分辨能力，采用了级的方法来计量，这个分级被称为dB（分贝），可表示为：L=10lgA。
A计权声级（A声级） 根据声压级的大小，一般采用A、B和C三条计权曲线。A是对55dB声压级的计权，B是对55~85dB声压级的计权，C是对85dB以上声压级的计权。经A计权曲线测得的声压级，称为A计权声级，用dB（A）表示；经B计权曲线测得的声压级，称为B计权声级，用dB（B）表示；经C计权曲线测得的声压级，称为C计权声级，用dB（C）表示。由于A计权声级与人耳听觉的关系最为密切，因此使用最广，机电产品噪声和环境噪声一般采用A计权声级。 未对频率进行计权的声压级称为线性声压级，它没有考虑入耳的听觉感受，用dB表示。利用计权声级的差异，可大致判断声音的频率特性。如A、B、C计权声级相差较大的噪声属于低频噪声；反之，A、B、C计权声级相差较小的噪声属于高频噪声。
混响和混响时间 声源在室内发声，其声场的变化可分为三个过程。首先是声音逐渐增大的增长过程，其次是声音达到稳定状态，如果把声源关掉，室内声音最后还会有一个逐渐减小的过程，或叫声音的衰减过程。室内声音的衰减快慢，取决于室内容积和表面的吸收。容积大衰减慢，反之，容积小衰减快。
所谓混响，就是室内声源关掉停止发声后，室内产生声音的延续现象。“余音绕梁，三日不绝”这个成语，实际上是室内混响现象的一种确切、生动和浪漫的描述。
混响时间定义为房间内声场达到稳定状态后，突然关掉声源使其停止发声，当声能逐渐减小到原来声能的百万分之一所经历的时间。通常用声压级降低60dB所需时间，一般用T60表示。为了简化有时用T表示，单位为s。
混响时间是厅堂音质或称室内音质的重要评价指标，从混响时间长短大致可判断厅堂音质的好坏。最佳混响时间是对大量音质效果评价认为较好的各种用途的厅堂，如音乐厅、歌剧厅、电影院、报告厅、会议室、录音室、演播室等实测的500Hz和1000Hz满场（指实际使用状态，如座椅坐有观众）混响时间进行统计分析，从而得到的混响时间称为最佳混响时间。
最佳混响时间与房间的用途和容积有关。对音乐用途的厅堂要求混响时间应长一些，如音乐厅、录音室等。对语言用途的房间，要求混响时间应短一些。各种用途房间不同容积500~1000Hz满场最佳混响时间如下图所示。 各种用途房间推荐的最佳混响时间（500~1000Hz满场），对于低频的混响时间比中频允许长一些，一般在20%-50%，特别是音乐用途房间，可提升的较多。 一般在厅堂音质设计时，把最佳混响时间作为设计依据。根据建筑的用途以及容积大小从图1-26查得中频（500~1000Hz）的混响时间，再从图1-27确定高、低频混响时间，作为设计指标。利用混响时间的计算公式，求得所需的吸声量，通过吸声材料的选择，确定材料的数量（面积），最后对吸声材料进行布置。
声学材料推荐 吊顶材料推荐： ◇ATTC中高频吸声板（明架、暗架、跌级） ◇ATTS中高频吸声板（悬挂、垂吊） ◇负离子健康板（明架、跌级） ◇ATTM中高频无缝吸声板（大面积无缝平铺）
墙面材料推荐： ◇柯菱板（洁净、抗菌、护墙） ◇ATT全频吸声板（吸声、降噪） ◇IES隔声板（房间隔音）
延伸阅读：
声学课堂-01：视听影音室声学基本知识
声学课堂-02：视听影音室吸声基本知识
声学课堂-03：视听影音室吸声基本知识
声学课堂-04：材料区别及对吸声的影响
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