刚开始学习声学,向前辈们问几个很弱的问题.
A关于辐射
辐射阻抗Z=R+jX
我看到书上说,R转化为了声能,那是不是通过振膜振动,有效转换为的声能并且传播出去的只有这部分?
如果振膜背面是个密闭腔室,那么是不是背面的声学组抗为Z=R+C+jX.
背面的辐射阻抗的情况和正面有什么异同?
在这里还有一点我无法理解的是,R作为声能辐射出去了,声波碰壁了会在腔室中来回反射,这对振膜有啥作用?
辐射时的无限挡板是什么概念?
怎样的结构才能近似为无限挡板模型,如果我振膜两侧除了支撑结构没有其他结构了,这种可以看作无限挡板模型吗,如果不是属于什么辐射模型?
B关于接收
我只看到关于辐射阻抗的分析,很少有关于接收的介绍.包括我看到的麦克风分析的电路图,也是用上述的辐射质量和电阻.
如果反过来通过输入声压让振膜振动,那么是不是就相当于和上述的辐射过程完全类似,以等效电路中R部分表征输入的声能?
还有一点我不明白的是,我看了声波的入射和发射,也看到了所谓的阻抗匹配.
当两界面材料阻抗相差很大时,比如从空气入射,大部分都会发生反射. 是不是应该用这种方式表征接收,而不能借用辐射的逆向分析?
也许上述问题,语无伦次,可笑不已.
但是我初次接触声学,半路出家,着实为其博大精深着迷.
以至茶饭不思,寝食不安,还希望各位前辈指点我一二.
A关于辐射
声能被传播出去，意味着有能量流的输出，即为耗能。
而除了声能辐射出去外，由于表面相当于一个短空气柱在振动，这个振动是储能器件，也即我们常说的辐射抗。
振膜背面是个密闭腔。如果腔体无耗散且为刚性壁，则能量无法传出，腔体作用相当于一抗性原件，包含容抗和感抗。如果腔体壁面存在声吸收或者壁面有透射，这时辐射阻抗包含了阻性。背面的辐射阻抗和正面辐射阻抗不同点就在于一个辐射向自由空间，无反射，不会形成驻波；一个是局域空间，一般来说会有本征模式。对于低频来说，腔体可以近似看做没有声压分布，这时等效的表面同振质量和自由空间无异，而后腔为容性负载（壁面刚性无吸收）。自由空间为阻性负载。
无限挡板
无限大？还是无障板？
辐射处理方法不变，常用方法格林函数，只不过不同边界条件下格林函数形式稍有不同。
B关于接收
声波接收和反射可以看做是刚体辐射+次级辐射。辐射体表面的真实阻抗Z为表面声压2p0+pr(入射和反射）和振动速度流量U之比。但实际应用时，由于散射波正常为未知，比较常用的处理办法是，采用入射声压和振动速度流量比来表征辐射体的性能。而次级辐射Pr=-ZrU。这样易知：2p0/U=Z+Zr。这也就是我们常用的等效辐射阻抗在反射中的应用。比如对于一入射波垂直入射到界面上，左右两边特性阻抗为Z1,Z2。对于辐射阻抗部分Zr=Z1,界面真实阻抗为Z=Z2，这时有2p0/U=Z1+Z2，阻抗匹配时Z1=Z2,U=2p0/2Z1=U0,即界面速度流和入射速度流相同，这就意味着全透射。
如上分析看起来不及直接分解为入射和反射方便，但是当遇到不规则散射体时，上面的处理将显得非常有效。
非常感谢你这么详细的回复.
这些知识点在哪本书能有介绍?因为很多你只给了一块理论,所以我还要跟你确认一下.
这个短空气柱是多短的范畴呢?耗散部分能量是R,我看到很多地方的解释是摩擦,这个解释下怎么能变成声能呢?
"对于低频来说，腔体可以近似看做没有声压分布，这时等效的表面同振质量和自由空间无异，而后腔为容性负载."
在声学里面,多少是算做低频范畴?这个意思是背面辐射只有同振质量没有阻性部分R了?
背腔中如果形成了驻波怎么会没有声压,而背腔壁反射波对原先的振膜岂不是又会有作用.
那么高频又要怎么分析呢?
是无限大挡板. 但是我说的例子感觉振膜两侧没有挡板结构了,怎么一般都还是套用圆形活塞无限挡板远场模型呢?
关于接收,我想知道的是,是不是继续套用辐射的处理办法,完全当作可逆的过程处理?因为我看到麦克风的很多等效电路图就是这样.
你这么处理,对于振膜的有效作用部分声压是多少?即引起它振动的. 穿透进固体的部分?
声压对膜应该是形成了一个作用力F=P*A,从而使膜发生了振动.这个P是哪部分呢?
关于同振质量长度大概为1.7a(a为半径)，关于这块一般声学课本都有介绍。
能量耗散包括摩擦转化为热能的，还包括转化为声能传播出去的。
低频是指波长远大于腔体特征尺寸。
背腔形成驻波条件尺寸和声波波长相当或更大，而至于短管和腔体形成的Helmholtz共振另说。
如果无摩擦，无吸收，无透射，那就没有阻性。同振质量属于抗性，不存在阻性一说。
高频分析需考虑声压分布，具体分析不详说。简单的一个例子，背面是封闭长导管，可采用转移阻抗法计算。
无限大挡板，只要声波波长小于辐射体特征尺寸即可。而具体差异到底多少，需要分析。
按上面分析声波的接受，在处理成等效电路时，源成为2P0，阻抗为界面阻抗和辐射阻抗之和。但实际的反作用力并不是2P0S，这点上面已经说过。
关于散射，一时也想不起来具体介绍哪本书，一般将波散射的书都会有。我翻了下梅强中《水波动力学》上面讲得还比较详细，水波和声波稍有差异，处理方法一样。Morse的理论声学上有比较详尽的散射介绍，管道中膜对声波的反作用，印象中这本书讲得比较详细。
[此贴子已经被作者于2011-12-09 21:03:13编辑过]
1.7a那相当长了,对于比较短的背腔,一般还达不到这个长度呢,怎么办?
上面那个应该是远场情况下得出的,这时候要用近场了吧.
圆平板振膜在背腔一侧的辐射模型又是属于哪种了,我真是打破砂锅问到底啊.
上面一个我说错了,想说的是对于辐射阻抗Z=R+JX, 按照你的说法背腔只存在同振质量了,也就是X了.
为什么背面就不存在声波部分R了呢, 就因为背腔中没有声压?你不是说有驻波的啊.
其实我想明白的是,背腔中是R+JX+C还是JX+C.
为什么高频就不说了呢.我还是蛮想弄清楚前因后果的.
我不着急,您老有时间,高兴了就过来慢慢说.
我还在不断学习中呢.
我可称不上老，我也是刚进电声这行。对基本的声学原理稍有了解。
想弄清楚前因后果除非你把那些相关的数学自己推导一边，再思考思考。