定 價(jià):148 元
叢書名:現(xiàn)代物理基礎(chǔ)叢書·典藏版
- 作者:馬大猷
- 出版時(shí)間:2017/4/1
- ISBN:9787030119643
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:O42
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:31
- 開本:B5
《現(xiàn)代物理基礎(chǔ)叢書·典藏版:現(xiàn)代聲學(xué)理論基礎(chǔ)》系統(tǒng)總結(jié)了聲學(xué)的基本現(xiàn)象、基礎(chǔ)理論和處理問題的重要方法,并對聲學(xué)的發(fā)展方向作了展望和預(yù)測。全書共15章,每章后均配有習(xí)題供讀者練習(xí)。讀者通過學(xué)習(xí)《現(xiàn)代物理基礎(chǔ)叢書·典藏版:現(xiàn)代聲學(xué)理論基礎(chǔ)》能夠?qū)β晫W(xué)的基本現(xiàn)象、基礎(chǔ)理論和重要方法有全面的理解,并能夠開拓視野進(jìn)而提高自己的工作能力。
《現(xiàn)代物理基礎(chǔ)叢書·典藏版:現(xiàn)代聲學(xué)理論基礎(chǔ)》可作為高等院校聲學(xué)相關(guān)專業(yè)的研究生和高年級本科生教材,亦可供從事相關(guān)專業(yè)的科研人員參考閱讀。
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導(dǎo)語_點(diǎn)評_推薦詞
這是一本為聲學(xué)研究生寫的教本,也是為從事聲學(xué)研究的工作者而寫的聲學(xué)理論基礎(chǔ)書。聲學(xué)是近代科學(xué)中發(fā)展最早、內(nèi)容最豐富的學(xué)科之一,在我國談及科學(xué)曾有聲光化電的提法。聲學(xué)基本理論到19世紀(jì)末已發(fā)展成熟,對聲學(xué)的研究達(dá)到高潮,瑞利爵士總結(jié)的《聲的理論》二卷集巨著長期被聲學(xué)界視為經(jīng)典,后來莫爾斯取其精華,并有所發(fā)展,完成的《振動(dòng)和聲》(1936年版,1948年第二版;1980年科學(xué)出版社出版中文版)也頗受重視。進(jìn)入20世紀(jì)以來,聲學(xué)基本理論發(fā)展較少,但其與不同學(xué)科和技術(shù)結(jié)合而形成的不少邊緣學(xué)科則蓬勃發(fā)展,可獨(dú)立稱為聲學(xué)分支的不下十五六門,其中主要的如建筑聲學(xué)、水聲學(xué)、超聲學(xué)、電聲學(xué)、噪聲學(xué)和噪聲控制、結(jié)構(gòu)聲學(xué)以及振動(dòng)、語言聲學(xué)、生理和心理聲學(xué)、聲學(xué)測量學(xué)等,都已出版幾本內(nèi)容充實(shí)的專著。各個(gè)分支在技術(shù)方面各有其特點(diǎn),但理論方面是相通的,因?yàn)槎疾贿^是在某些條件下,聲波產(chǎn)生、傳播、接收和效果的問題。它們大大地豐富了聲學(xué)理論,本書目的就是反映這些成就,使聲學(xué)理論有一個(gè)接近全面的描述,使不同分支的工作者互相借鑒,有助于其本身的工作,擴(kuò)大眼界,推進(jìn)聲學(xué)發(fā)展。
振動(dòng)問題在聲學(xué)中非常重要,在瑞利和莫爾斯的書中都占一半篇幅。后人囿于先例,出版的書中振動(dòng)問題也都占極大一部分。如果本書也這樣,就不免篇幅過大,而且振動(dòng)問題的細(xì)致討論也是要涉及聲波的內(nèi)容,有些重復(fù)。振動(dòng)問題基本是固體內(nèi)的聲波問題,只是速度上有差別(彈性常數(shù)不同,有橫渡問題)而已。所以在本書中對基本振動(dòng)問題完全不加討論,而把它們置入附錄,略加說明。這樣并不妨礙對振動(dòng)的基本問題的理解和參考,但節(jié)省了篇幅。
聲學(xué)理論問題的來源主要是自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果。只有深入探討其物理因素和機(jī)理,進(jìn)行物理分析,尋求最佳措施,經(jīng)過數(shù)學(xué)處理,才能完成理論。物理措施和理論本身越簡單,越容易掌握,也越容易運(yùn)用和推廣。不僅如此,只有這樣的理論才真實(shí)反映本質(zhì)、反映事物的核心。因此,中間物理分析步驟非常重要,最后結(jié)果決定于此,須特別注意。結(jié)果必須正確,但不避免些許誤差。一般聲學(xué)計(jì)算和測量多準(zhǔn)確到1分貝(10%),所以理論有些小誤差并不妨事,只是在特殊情況,才要求更為嚴(yán)格?扇菰S的誤差范圍必須明確。聲學(xué)是應(yīng)用學(xué)科,理論要用以預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,所以必須定量,只說明其存在是不夠的,這是與純粹學(xué)科的不同處。在只知道聲波可傳播到遠(yuǎn)方的時(shí)候,牛頓是用物理分析方法于1687年推導(dǎo)出聲波的傳播速度。求出聲波的傳播速度等于壓力與密度之比的平方根,方法非常巧妙,當(dāng)時(shí)的大科學(xué)家沒有一人看得懂他的推導(dǎo),但都認(rèn)為結(jié)果是有誤的,因?yàn)樗愠龅穆曀?88m/s,與當(dāng)時(shí)的測量值332m/s(與現(xiàn)在的準(zhǔn)確值差不多)有顯著差別,到1749年歐拉看懂了牛頓的推導(dǎo),并用更簡單明了的推論導(dǎo)出牛頓公式,已過了60年。又過了60年,拉普拉斯推論聲波的變化應(yīng)是絕熱過程,壓力應(yīng)乘以比熱比,聲速公式才完全符合實(shí)際。這說明物理分析與推論是理論發(fā)展所必需的,也說明數(shù)值正確的重要性。事實(shí)上,數(shù)值正確也需要物理分析。
在理論的推導(dǎo)和表達(dá)中,在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理中,數(shù)學(xué)是必需的。但是聲學(xué)研究是把數(shù)學(xué)作為工具,而不是研究數(shù)學(xué)本身。聲學(xué)理論要求其中數(shù)學(xué)簡單、正確,數(shù)學(xué)不甚嚴(yán)格,無傷大雅。一般物理學(xué)家相信,自然規(guī)律都是像引力、電磁力等那樣是一次方、二次方等的冪數(shù)關(guān)系,而且冪數(shù)都是整數(shù),有人說,上帝只創(chuàng)造了整數(shù)!聲學(xué)當(dāng)然并不例外。但實(shí)際上,復(fù)雜關(guān)系不可避免,即使理論結(jié)果是復(fù)雜函數(shù),聲學(xué)家也常設(shè)法將其近似為簡單解析式,雖然稍有誤差(也許5%左右),但便于理解和掌握、運(yùn)用。穿孔板聲阻抗理論的發(fā)展即是如此。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中,取得簡單規(guī)律也需要物理分析。賽賓混響時(shí)間公式是20世紀(jì)第一個(gè)應(yīng)用聲學(xué)公式,賽賓經(jīng)過物理分析得知混響時(shí)間與吸聲材料的面積(吸聲量)有關(guān),為得到這個(gè)不到三厘米長的公式竟花了他五年的時(shí)間(白天教書,晚上實(shí)驗(yàn)、計(jì)算)!事實(shí)上,他工作三年后已獲得非常豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可是整理這些數(shù)據(jù),總也得不到規(guī)律。直到后來,他發(fā)現(xiàn)要把房間原有的吸聲量計(jì)算在內(nèi),這才得到混響時(shí)間與吸聲量成反比的關(guān)系,歡喜得大叫Eureka,和古希臘時(shí)代阿基米德發(fā)現(xiàn)王冠內(nèi)的含金量一樣高興!
自序
聲學(xué)常數(shù)
符號
第一章 緒論
1.1 聲學(xué)的發(fā)展
1.2 聲波
1.2.1 一維聲波
1.2.2 三維聲波
1.2.3 阻尼波
1.3 拉格朗日系統(tǒng)
1.4 沖擊波概論
參考書目
習(xí)題
第二章 線性聲學(xué)
2.1 平面波
2.2 正弦波及復(fù)數(shù)表示法
2.3 聲阻抗率特性阻抗
2.4 聲強(qiáng)聲能
2.5 聲級分貝
2.6 管中聲波
2.6.1 均勻管
2.6.2 喇叭
2.7 球面波與柱面波
參考書目
習(xí)題
第三章 聲的主客觀評價(jià)
3.1 人的聽覺響度級
3.2 響度與響度級
3.3 音調(diào)音高
3.4 計(jì)權(quán)聲壓級聲級計(jì)
3.5 頻率分析
3.6 聲圖
3.7 傅里葉轉(zhuǎn)換
參考書目
習(xí)題.
第四章 平面波的傳播
4.1 反射折射透射
4.2 聲阻抗率和吸聲系數(shù)的測量
4.3 掠入射蠕行波
4.4 干涉測不準(zhǔn)原理
4.5 聲波散射
4.5.1 散射波
4.5.2 單極子聲場
4.5.3 偶極子聲場
4.5.4 散射截面目標(biāo)強(qiáng)度
4.5.5 共振散射
4.6 聲波衍射路旁障板
4.7 聲波傳播與運(yùn)動(dòng)多普勒效應(yīng)
4.7.1 聲源運(yùn)動(dòng)
4.7.2 介質(zhì)運(yùn)動(dòng)
4.7.3 接收器向零點(diǎn)運(yùn)動(dòng)
4.8 流體中的聲吸收
4.8.1 弛豫吸收
4.8.2 空氣中的聲衰減
4.8.3 水中聲衰減
參考書目
習(xí)題
第五章 聲輻射
5.1 單極子
5.1.1 脈動(dòng)球
5.1.2 格林函數(shù)
5.1.3 聲場互易原理
5.2 偶極子
5.3 四極子
5.4 基爾霍夫一亥姆霍茲面積分定理
5.5 線列陣
5.6 矩形陣
……
第六章 動(dòng)態(tài)類比
第七章 換能器原理
第八章 聲線和導(dǎo)波
第九章 駐波
第十章 吸聲材料
第十一章 有源噪聲和振動(dòng)控制
第十二章 調(diào)制氣流聲源
第十三章 氣流聲學(xué)
第十四章 非線性聲學(xué)
第十五章 熱聲學(xué)
附錄
后記聲學(xué)的發(fā)展前景
索引