声压

声压是大气压受到声波扰动后产生的变化,即为大气压强的余压,它相当于在大气压强上的叠加一个声波扰动引起的压强变化。在物理学中,声压(英文:acousticpressure)是指声波通过媒质时,由振动所产生的压力改变量,符号为p。声波作为一种纵波,在空气中传播时,空气粒子的疏密程度会随声波而改变,因此该处压强也会随之改变,此改变量即为声压。在国际单位制中,声压的单位是帕斯卡(帕,Pa)。介质压强的变化...

声压是大气压受到声波扰动后产生的变化,即为大气压强的余压,它相当于在大气压强上的叠加一个声波扰动引起的压强变化。在物理学中,声压(英文:acoustic pressure)是指声波通过媒质时,由振动所产生的压力改变量,符号为 p。声波作为一种纵波,在空气中传播时,空气粒子的疏密程度会随声波而改变,因此该处压强也会随之改变,此改变量即为声压。在国际单位制中,声压的单位是帕斯卡(帕,Pa)。

产生原因

介质压强的变化量称为声压。介质中有声场时的压强P与没有声场时的压强P0之差即为声压。由于声压的测量比较容易实现,通过声压的测量也可以间接求得质点速度等其它物理量,所以声学中常用这个物理量来描述声波。

声压

物理学

声音发出导致话筒内部线圈切割磁场产生电流,从而发电。声压的单位是帕斯卡(Pa),其计算公式为:声压(p)的平方=声强(I)×介质密度(ρ)×声速(C)其中,声强单位是:W/m²,密度单位:kg/m³,声速:m/s。声波通过媒质时,由于振动所产生的压强改变量。它是随时间变化的,实测声压是它的有效值。单位是Pa或MPa。表示声压大小的指标称为声压级(sound pressure level),用某声音的声压(p)与基本声压值(p0)之比的常用对数的20倍来表示,即20lgP/P0,单位为dB。声压 p 是声波通过媒质时,由振动所产生的压强改变量。以空气作为媒质的例子,无声时的压强应为标准大气压力 1 atm (101.325 kPa)。当声音传播时,会造成粒子的扰动,引起压强的改变。这个改变量,就是声压。由于粒子的扰动有疏有密,在每点的瞬时声压也有所不同,因此我们常以均方根 prms 作为平均值计算。对于一个正弦波的纯音,声压峰值 ppeak 和均方根值 prms 有以下关系:{\displaystyle p_{\mathrm {rms} }={\frac {p_{\mathrm {peak} }}{\sqrt {2}}}} 。

实际应用

街头噪声显示器利用声压可实现声音发电。根据GB/T10069.1-2006声压级的定义:被测声源辐射声压平方的时间均值与基准声压平方之比取以10为底的对数再乘以20。

与其他声学物理量的关系

声压 p 和声强 I 是关系密切的物理量。它们符合以下关系:{\displaystyle I=pv}{\displaystyle I={\frac {p^{2}}{z}}}其中:v 是粒子速度,单位是米每秒(m s^-1)。z 是媒质的特征声阻,单位为瑞利(rayl)。以空气中的听阈声压 2 × 10^-5 Pa 作换算,取空气声阻 400 rayl ,可得听阈声强 I0:{\displaystyle I_{0}={\frac {(2\times 10^{-5})^{2}}{400}}=10^{-12}\,\mathrm {W\,m^{-2}} }声强级 SIL 作为对数级数,就是以此值作为基准。因此,给定在空气声阻的 400 rayl 的环境下,声压级和声强级的数值相等:{\displaystyle \mathrm {SIL} =\mathrm {SPL} }

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