驻波频率的能量是否会比其他频段衰减得慢？为什么慢？ ...
Rozinante 发表于 2013-7-23 23:18

Rozinante 的一些思路不错.

看到Rozinante 提到以上的问题就想到J版说到的300HZ容易产生驻波, 另外也想到300HZ以下的声波其方向性没中高音的强, 也就是说300HZ以下声音的传播没什么方向性, 这为解释驻波可能有帮助.

另外网友们提到的"DB"问题在思考驻波的形成也应有帮助,  等等.

声波应该是纵波吧，楼主的图都是用横波来示范，至少原理不会是这样的。纵波和横波，类似于调频和调幅的概念 ...
yunhezzy 发表于 2013-7-23 22:47

那几个二维的图画的就是纵波。

纵波和横波并不是调频和调幅的区别，只是振动方向不一样。纵波延传播方向振动，横波垂直于传播方向振动。

我觉得各方都有一些概念没表述清楚。（当然我自己也不清楚。）弄明白驻波到底如何影响听感，还是很重要的。

我能想明白的是：驻波会造成某一频率的声波能量在房间内分布不均匀。

没想明白的是：驻波频率的能量是否会比其他频段衰减得慢？为什么慢？

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B兄,能量何止只有吸收和反射,何止!!!!!!!! 声波可以继续穿过墙体对外继续声能传播,还有转化为本身空气分子的热能,还有引起墙体振动的机械能热能,.........也不用从能量本身分析,频率越高越容易被反射的本质是因为波长越短越容易被反射, 谁要就这一点继续讨论,本人坚决不参与.  兄台不妨看看 空腔原理,不妨看看 谐振 衍射等原理,有诸多原理可以说明这一点.
   关于兄的2,3 点观点,兄弟我不参与讨论了. 不过要提醒兄台的是, 在一个堆满物体墙面不平整的房间, 声波经过较多物体 不规则墙体 的 多重吸收 反射 后,其声波要比 没有物体 规则墙体的情形复杂的多. 兄台要考虑解释一下此情形下的复杂波形的驻波.
   

LOBO  发表于 2 分钟前
B兄,能量何止只有吸收和反射,何止!!!!!!!! 声波可以继续穿过墙体对外继续声能传播,还有本身空气分子的热能,还有引起墙体振动的机械能热能,.........也不用从能量本身分析,频率越高越容易被反射的本质是因为波长越短越

LOBO兄：能穿过墙体的能量是少数的，基本可以不计。引起墙体振动等全部归纳为吸收。兄查一下各种材料的吸收系数就知道了。

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  正是建立在正弦波模型理论基础上,我们才得知,只要 1/4 波长大于墙体厚度, 波长即可穿越墙体继续传播. 不然邻居怎么会去敲音响发烧友的门 呢?
   

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   声波要传播,必须通过不同介质, 不能传过墙的声波并不是被墙真的吸收了,而是因为其声能被转化为墙体的机械能和热能 (当然,热能是一直陪伴左右的,只要运动,就有热能产生) .
  空气中的 声音遇到另外的物体的时候, 被吸收的根本原因是声波要通过的异于空气的介质的分子结构不同, 声音在不同介质中的频率不同, 声波被迫对其它介质做功,然后声能被转换成其它能 ; 被反射的原因是,在同一时间内, 声能没有完全被转化成其它能. 另外对于复合物质,其多种不同物质(例如墙里面有水泥 有 砖 ,有不同的间隙) 的组成架构不同, 不同厚度的墙, 不同结构的墙,都会导致吸声或者反射系数不同.
   

驻波的能量 和驻波 能够对外传送的能量, 这是两码事.

另外, 越是波长越长的声波越是不易被墙反射, 就 ...
LOBO 发表于 2013-7-23 11:36

个人观点：
第一段话：否认。原因如下：
一般墙面对高频吸收能力较强，对低频吸收能力弱，总能量=吸收+反射，故对低频反射能力强。
第二段话：复杂杂波形可以视为多种正弦波的组合，分开单独分析即可。
第三段话：否认，原因如下：
越是复杂的波形，形成驻波的频点就越多，所以就越容易形成驻波。房间大量存在驻波，不同位置有不同驻波，如果能量较小比较分散的话，不会引起严重危害。

想不到还有不少人关注这个帖子.

驻波:
同频率的直达声波与反射声波(多次反射)相位一致或基本一致且为四分之一的波长叠加在某一位置，为驻波。
陷波:
反之，同频率的直达声波与反射声波由于反射时间的延时或偏差造成相位偏差或反相且为四分之一的波长，此时直达声波与反射声波聚集在某一位置时，则出现陷波。

百度百科：驻波 ?编辑  

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驻波 （standing wave） 频率相同、传输方向相反的两种电波，沿传输线形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。在两者电压（或电流）相加的点出现波腹，在两者电压（或电流）相减的点形成波节。在波形上，波节和波腹的位置始终是不变的，给人“驻立不动的印象，但它的瞬时值是随时间而改变的。如果这两种波的幅值相等，则波节的幅值为零。
详情:http://baike.baidu.com/view/166374.htm

这里再明确一下：我认为影响房间驻波音量大小的有两个关键因素，一是扬声器是否与驻波同相位，二是形成驻波是否会减少墙壁反射造成的损耗。

第一个的状况相当复杂，我想单是想象是没法说明的。要用数学来描述。而且在现实中也不太可能。假定有对全频的主音箱，20Hz到20KHz。这时会在空间造成驻波。这对主音箱发出的行波和n次反射的行波的相位关系很复杂，不是很容易说明的。但我倾向于说大部分是和驻波相位符合的。这或许也是驻波能量与音源位置无关的原因。

假定除了上面全频音箱，而且你知道驻波的频率和相位，比如说100Hz。如果你在这驻波的波腹的地位上放个100Hz的低音喇叭，并和驻波反相，你可减少驻波。但如和驻波正相的话，这个100Hz中的驻波和行波的总和增加。

第二个原因是唯一和重要的，即吸音或扩散。減少形成驻波的行波反射的能量。

     感谢J版，把这么多网络关于房间声学的知识，用动画+解说的方式展现出来，很直观，简明扼要。


http://www.hunecke.de/en/calculators/room-eigenmodes.html
    这个网站我也常去，不仅测试房间模式很好用，而且能解释为什么器材在房间放置的位置变化也会影响声音。


      建议大家讨论时不要钻牛角尖，其实稍稍了解过一点声学知识，都知道没有百分百反射的硬墙，音乐也不是能用函数和频谱能进行精准描述的，但这并不妨碍我们抓住房间声学处理的主要矛盾，并利用现有的工具和知识进行分析和处理，最终再通过听感进行调整优化。


      我们无法精准描述音乐的波形，但依然可以学习和讨论房间声学；同样的道理，我们无法回答市电经过发烧电源线后产生了什么变化，但依然可以讨论各种结构的发烧线材带来不同的听感。玩音响，就是这么奇妙。大家都宽容些，多发现别人帖子里的亮点，感谢对方的付出和分享的精神吧。

这里我们先来看这样一个前提,即一个空间中的墙都硬墙,这样一个声波发出去,它会100%地反射回来。这样的话,从20Hz到20kHz的声波就在这个空间里自由流动和反射,这时的声波是很复杂的。但是由于声波的波长的变化的巨大,比如说,20Hz信号的波长为70.6英尺而同时20kHz信号的波长只有0.7英寸。波长长的信号更多的是和房间相互作用而形成房间的模式。而波长短则更多地形成扩散和遍布在这个空间。这里大致的分界点为300Hz。也就是说,我们说由于房间模式而导致的驻波基本是限制在300Hz以下。300Hz以上的频率是射线声学中研究的领城。看下图。



那么什么是房间的模式?上面我讲了不同频率的声波在个房间里相互作用是很复杂的。由于房间的尺寸是个已定的前提条件,这样具有不同波长的频率和房间的相互作用就形成了这房间的声学特征上的模式(Mode)。一个房间的声学模式是无法改变的,使用EQ或空间处理的道具,比如低频陷阱等只是提升或降低某些频率的能量,不能改变一房间频率分布的特点,即模式。

尽管房间中信号的频率很宽广,但其中某些频率会和房间形成某种特殊的模式,这些模式会影响到声音特征。现在我们先看最简单的反射模式。假定有两面墙,墙与墙间的距离为L。那么它和一阶的谐振频率为f1=1130/2L。这里的1130英尺/秒是声速。二阶谐振频率为f2=2xf1,相应地有三阶,四阶等。即f3, f4等等。看下图。

在这图中,我们可以看到,有声压低谷,即Node。也有声压的高峰,即Antidnode。这里的低谷和高峰就刻画出了一个空间的声学特征。用通俗的语言来讲就是某些频率太多,某些频率太少。现在我再把问题复杂化。这时我再来看房里反射的形式。

图中反射有三种形式。第一种是轴向(Axial)反射。第二种是切线(Tangential)反射。第三种是斜率(Oblique)反射。这三种反射下可形成很多不同频率下的高峰和低谷。这就是房间模式的基本理论。那么这些高峰就是我们常说的驻波(StandingWave)。

驻波就是两个声波向相反方向移动,红线和蓝线,这两种声波相互干扰从而产生了另个波,黑线。黑线代表了红色声波和蓝色声波加总的结果。但是其低谷(Nodes)固定在某个地位,故有驻波(驻意味着不变,固定的)之称。驻波还是在运动的,不是说驻波因为是固定的一种声波干扰模式而静止不动了。

再从另一动画来看。一声波打在墙上而反射回来,形成了驻波。

这里可看下面的动画,红色处是房间中声压能量集中之处,即高峰。

下面这个网站可以形象地让你看你房中不同低频能量,或者说驻波分布的状况。假定一个房间是4米宽,6米长,3米高。又选择不同的频率,你可看到在这频率下的声波能量的分布。

http://www.hunecke.de/en/calculators/room-eigenmodes.html

这里有朋友会问。在实际中,驻波常表现为时间上的延迟。就如某一信号久不散去。这是因为驻波并不是仅仅反射两次,而是反射多次直至这个信号消失。这样就产生了时间上的延迟。这里再来看实测的结果。

在这图中的三个失量是频率(20hz-200Hz),声压和时间。可看出驻波有个时间上的延迟。