在傳播聲音介質中,固體既能傳播聲音且是傳播速度最快的介質,為何房屋或牆體能減小音量而起隔音作用

時間 2022-03-04 18:50:30

1樓:匿名使用者

第一、一般原理:

1、質量定律

對於隔牆隔音存在一個普遍的規律,即材料越重(面密度,或單位面積質量越大)隔音效果越好。對於單層密緻勻實牆,面密度每增加一倍,隔音量在理論上增加6db,這種規律即為質量定律。對於雙層的紙面石膏板牆,質量定律發揮著重要作用,即增加板的層數或厚度都可以獲得隔音量的提高。

由於龍骨雙層牆系統聲頻振動形式非常複雜,故質量定律的體現要比單純的單層牆複雜。單層紙面石膏板的隔音效果很差,例:12mm厚、面密度10kg/m2左右的紙面石膏板標準計權隔音量rw=29db。

即使將四層這樣的紙面石膏板疊和在一起隔音量理論上rw也只能達到41db。輕型勻質牆體,如石膏砌塊、加氣混凝土板、膨脹珍珠岩板、輕質圓孔板等,面密度大多在60-100kg/m2,受到質量定律的限制,隔音量rw=35-40db。對於單層重牆,面密度大於250kg/m2,如120磚牆,90厚空心混凝土砌塊、100厚混凝土牆板等,隔音量rw可達45db左右,面密度超過500kg/m2的240磚牆、200厚混凝土牆等的隔音量可達50-55db。

2、共振頻率

任何隔牆都存在固有的共振頻率,當聲波的頻率和牆的共振頻率一致時,牆體整體產生共振,該頻率的隔音量將大大下降。一般地,牆體越厚重,共振頻率越低,隔音效果越好。

當共振頻率低於隔音評價最低參考頻率100hz時,由於人耳聽覺特性對低頻不敏感,對隔音量rw的影響大大降低。對於12mm和15mm厚兩種不同面密度紙面石膏板存在不同共振頻率。12mm紙面石膏板面密度為10kg/m2,15mm紙面石膏板面密度約12kg/m2。

15mm厚的紙面石膏板牆的共振頻率基本低於最低考慮頻率範圍100hz,因此共振頻率對15mm板構造的牆體構件隔音效能影響較小。但對於12mm板,100hz附近的隔音效能影響較大,造成低頻100hz、125hz、200hz處隔音量比15mm板下降較多,主要是因為共振頻率的原因。

3、吻合效應

聲波接觸牆板後,牆板除了垂直方向的受迫振動以外,還有沿著板面方向的受迫彎曲振動。在某個特定頻率上,受迫彎曲振動將和板固有的自由彎曲振動發吻合,這時板就非常順從地跟隨入射聲彎曲,造成聲能大量地透射到另一側去,形成隔音量的低谷,這種現象被稱作吻合效應,該頻率被稱為吻合頻率fc。

理論和實驗均表明,輕、薄、柔的牆fc高,吻合效應弱;厚、重、剛的牆fc低,吻合效應強。12mm、15mm紙面石膏板的fc分別為3.15khz和2khz左右。

12mm板在3.15khz處的隔音量產生下降,15mm板在2khz處的隔音量下降更為嚴重,甚至下降的趨勢強過質量定律,造成在這一頻率位置上隔音量比12mm的板還低很多。雙層相同的板疊合的吻合頻率fc和單層板基本等同,由於雙層發生振動疊加,吻合效應更加劇烈,吻合谷會變得更深。

如果使用不同厚度的板進行疊合,吻合谷將彼此錯開,且每個吻合谷都較淺,對隔音效能有利。雙層板的劇烈吻合效應是非常明顯的,會造成雙層15mm板構造的隔牆在3150hz附近的隔音量反倒低於雙層12mm板的隔牆。一層12mm和一層15mm板疊合的隔牆比雙層15mm隔牆的面密度低,但隔音量反倒會提高,這是吻合效應被減弱的結果。

4、聲橋

板材直接固定在龍骨上時,受聲一側板的振動會通過龍骨傳到另一側板,這種象橋一樣傳遞聲能的現象被稱為聲橋。聲橋越多、接觸面積越大、剛性連線越強,聲橋現象越嚴重,隔音效果越差。

在板材和龍骨之間加彈性墊,如彈性金屬條或彈性材料墊對紙面石膏板牆隔音有一定的改善量,最多可以提高3db。此外,輕鋼龍骨本身剛度比較小,對兩側板材的聲橋作用要好於矩形截面的木龍骨和石膏龍骨,輕鋼龍骨石膏板隔牆要比相同構造的木龍骨和石膏龍骨隔牆隔音效果好。

5、板縫和孔洞

隔牆上如果出現縫隙和孔洞,會大大降低隔牆的隔音量。假如隔牆牆體本身的隔音量達到50db,而牆上有萬分之一的縫隙和孔洞,則綜合隔音量將下降到40db。

為了防止石膏板牆和原結構之間的縫隙,通常在牆體四周安裝龍骨時墊入塑料彈性膠條。另外,當每面兩層石膏板時,應錯縫安裝,裡層可以不勾縫,只對外層勾縫,這對隔牆隔音量影響不大。但是每面一層板時必須勾縫,否則隔音量將會下降12-17db。

第二、基本原因:

聲音由振動產生,因振動傳播,牆體質量較大,不易被聲波振動而隨之振動,即不易被聲波產生共振,聲波就不易「透過」牆壁了。同時,牆體比較結實,即密度比較大,提供「聲橋」的頻率會大大降低。所以牆體具有隔音或降噪作用。

固體傳播聲音是傳播速度最快的介質,這個指結構傳播,這類聲音通過大能量的聲波打擊在固體上,使固體產生振動而傳播的傳播方法;或者小能量的聲波打擊在固體上,做固體的因質量的問題不能產生振動就不能被傳播,或傳播距離短。而牆體也可以比喻成固體,只有在大能量的聲波會通過牆體傳播聲音,反至能量小的聲波就不容易傳播。所以牆體具有隔音降噪作用。

2樓:紅眼睛鬼劍士

因為牆體質量較大,不易被聲波振動而隨之振動,聲波就不易「透過」牆壁了。所以具有隔音或降噪作用。

3樓:太乙仙尊

屬性不一樣:

你說的固體傳播聲音是傳播速度最快的介質,這個指結構傳播,這類聲音通過大能量的聲波打擊在固體上,使固體產生振動而傳播的傳播方法;或者小能量的聲波打擊在固體上,做固體的因質量的問題不能產生振動就不能被傳播,或傳播距離短。

而牆體也可以比喻成固體,只有在大能量的聲波會通過牆體傳播聲音,反至能量小的聲波就不容易傳播。

這個傳播有二種屬性的存在才能執行,大能量聲波及固體質量。

4樓:

聲音由振動產生,因振動傳播,你說是空氣容易振動還是房屋或者牆體容易振動??

為什麼聲音在固體中的傳播速度最快?

5樓:浮流年

聲音傳播需要介質,並且介質密度越大,它傳播的速度越快,因為固體的密度最大,所以聲音在固體中傳播比在液體中快。

聲音在介質中的傳播依靠的是介質中粒子的碰撞,當碰撞的方向越容易與聲波傳播方向一致時,速度就越快。

在氣體液體固體中,這粒子一般是分子或者原子(在後面為了方便統稱分子)。氣體液體固體三種物態,最基本的區別是分子的平均自由程,或者說被束縛的程度不同,也可以說是平均間距不同。氣體中的分子無規則運動的自由程大,就是說在下一次碰撞之前跑的距離遠,也就是等待下一次碰撞的時間長,這樣機械波的傳播自然耗費更長的時間。

而液體的平均自由程要小得多,分子只被固定在某一個小的區域進行振動,下一次碰撞所需的時間短,如此機械波傳播的速度就快一些。固體比液體的平均自由程更小,所以傳播更快。

所以說從巨集觀上來看,一般的按照密度而言,固體》液體》氣體,所以會出現這種情況。但也不是絕對的,故以密度來區分聲速並不是十分正確,例如水和冰。但眾所周知冰的密度比水小。

經過實驗我們已經知道,溫度對聲速的傳播也有很大貢獻,一般同種介質溫度升高聲速變快,當然這可以用溫度升高,分子振動速度加快來解釋。除此之外還有材料的問題,形狀、摻雜等都能改變其傳播聲音的速度。

所以聲音傳播的速度,和介質中的分子之間相互作用有很大的關係,如果介質中分子相互作用很強,那麼傳播的速度就比較快,相反的,如果比較弱,即便密度比較大,聲音傳播的速度也不會很高。(例如鐵和鉛)

參考資料

知乎

6樓:阮秀雲功嬋

聲音是一種波,波的傳動需要考物質分子振動來傳播,分子間緊湊些,傳遞的就快些,固體的分子間隙比氣體小,所以傳播的快。同理,在高空空氣稀薄,聲音傳播速度也慢些。

7樓:沃亭晚士嫣

聲音傳播的實質是振動的傳導,振動的傳導需要分子(這也是為什麼真空不能傳聲的原因)

固體的分子密度

遠比比液體氣體密集,傳遞振動即傳遞聲音自然就快。

聲音為什麼在固體中傳播速度最快

8樓:匿名使用者

如果產生聲音的波源不變,波的頻率就不會變,所以聲音的傳播速度與介質有關。聲音在不同的介質中,所傳播的速度也不同。聲音之所以在固體中傳播速度最快,原因有二:

(1)介質的反抗平衡力的大小決定著聲音的傳播速度,並且成正比,反抗平衡力越大,聲音的傳播速度越快;反之,則相反。那麼什麼又是介質的反抗平衡力呢?我們都知道所有的物質都是由分子或原子組成的。

當物質的某個分子或者原子,不想平衡而與平衡位置偏離時,那麼其四周的分子或者原子就會不允許它偏離,進而一起擠壓它再次回到平衡位置。液體的抗平衡能力比空氣的大,而固體的又比液體大。因此,我們說聲音在空氣中傳播最慢,而在固體中傳播最快。

(2)聲音的傳播速度還與介質的密度緊密相關,並且成正比。介質的密度大,聲音的傳播速度便快,反之,則相反。那什麼樣的介質是密度大的介質呢?

組成物質的原子或者分子排列越緊密,其密度越大,越堅韌。因此,固體、液體、空氣中,密度大小的排列方式應該是這樣的:固體》液體》空氣。

因此,聲音在空氣中傳播最慢,而在固體中傳播最快。

(複製答案)

9樓:科幻老怪

射箭百步穿楊,由於離箭的距離越短,那麼平均速度就越快。而固體粒子之間的間隙最小,致使粒子百步穿楊的距離最短,所以固體中的粒子之間平均速度最快。聲音因此在固體中傳播最快。

10樓:3c數碼配件

固體密度大,聲音震傳遞速度快。

聲音在固體 液體 氣體中傳播,在哪個介質中傳播速度最快?為什麼

在氣體中傳播速度最快。因為氣體分子之間的距離較大,傳播的阻力小,所以速度快 張道亮不要誤倒別人.聲音在三種介質中傳播速度大勢為 固體約5000米 秒 具體要看什麼材質 液體約1500米 秒 具體要看溫度 氣體約340米 秒 0度 氣體約340米 秒 15 有些選擇提會直接出現340米 秒。只有在15...

傳播 聲音在空氣中怎樣傳播,聲音在空氣中是怎樣傳播的

jkb科學 聲音是怎樣傳播的 聲音在空氣中是怎樣傳播的 邊翠梅龐綸 聲音的傳播伴隨著能量的傳播,物體的振動帶動周圍空氣的震動,將能量傳播開去,耳部的耳廓收集聲波,經過外耳道傳入鼓膜,使鼓膜震動,然後經過大腦,形成聽覺 伍靜嫻喻晉 物體振動帶動其周圍的介質 氣體 通常是空氣 液體 固體 振動,介質再使...

聲音在空氣中的傳播,聲音在空氣中是如何傳播的?

聲音的原理 聲音是一種壓力波 當演奏樂器 拍打一扇門或者敲擊桌面時,他們的振動會引起介質 空氣分子有節奏的振動,使周圍的空氣產生疏密變化,形成疏密相間的縱波,這就產生了聲波,這種現象會一直延續到振動消失為止。聲音作為波的一種,總可以被分解為不同頻率不同強度正弦波的疊加。這種變換 或分解 的過程,稱為...