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出版者:McGraw-Hill Education TAB

作者:Ken Pohlmann

出品人:

页数:640

译者:

出版时间:2014-12-8

价格:usd 30.98

装帧:Paperback

isbn号码:9780071841047

丛书系列:

图书标签:

• 声学
• 音频
• Acoustics
• Sound
• Noise Control
• Vibration
• Architectural Acoustics
• Audio Engineering
• Signal Processing
• Physics
• Engineering
• Handbook

声学原理与实践：深度探索 《声学原理与实践》是一部旨在深入剖析声音的本质、传播规律及其在各个领域应用的权威指南。本书并非简单罗列枯燥的理论，而是通过清晰的逻辑、翔实的案例以及直观的图解，将复杂的声学概念层层剥开，直至其最核心的原理。本书的受众广泛，无论是对声学充满好奇的初学者，还是希望在专业领域精进的工程师、设计师，亦或是对声音艺术有深入追求的创作者，都能从中获益匪浅。 第一部分：声音的物理基础 本书伊始，便奠定坚实的理论根基。我们将从最基本的物理概念出发，理解声音是如何产生的。这包括对声源振动的深入分析，例如弦的振动、膜的振动、空气柱的振动，以及更复杂的物体振动模式。我们将探讨振动产生的原因，例如机械冲击、电磁感应、甚至空气的流动。 随后，我们将深入研究声波的产生与传播。声波本质上是介质中的一种机械振动，这种振动以波的形式在空间中传递能量。我们将详细介绍声波的几个关键特性： 频率（Frequency）：这是声音每秒振动的次数，决定了我们感知到的音高。本书将解释赫兹（Hz）的含义，并探讨不同频率范围的声音（如次声波、可听声波、超声波）的特点和应用。我们将深入研究傅里叶分析（Fourier Analysis）在将复杂声音分解为不同频率成分中的作用，这对于理解音色和声音合成至关重要。 振幅（Amplitude）：这与声波的能量和我们感知到的响度（Loudness）直接相关。我们将介绍声压级（Sound Pressure Level, SPL）的概念，以及分贝（dB）作为衡量响度单位的有效性。本书还将探讨人耳对响度的感知并非线性的，介绍等响曲线（Equal-loudness contours）等概念，解释在不同频率下，人耳感知到的响度差异。 波长（Wavelength）：这是声波在一个周期内传播的距离，与频率和声速有关。我们将解释它们之间的关系，并探讨波长在声学设计中的重要性，例如在房间声学中，不同波长的声波与房间尺寸的相互作用。 声速（Speed of Sound）：声速因介质的性质（如密度、弹性模量）和温度而异。本书将提供不同介质中的典型声速，并解释影响声速的因素。在空气中，温度是影响声速的最主要因素，我们将探讨其具体影响。 相位（Phase）：这是描述声波在特定时刻的振动状态，对于理解声波的叠加和干涉至关重要。我们将详细介绍同相叠加、反相叠加的原理，以及由此产生的建设性干涉（Constructive Interference）和破坏性干涉（Destructive Interference）。 第二部分：声音的感知与生理 声音的物理特性只是故事的一部分，更重要的是我们如何感知和解读这些物理信号。本书将带领读者走进人耳的奥秘。 人耳的结构与功能：我们将详细介绍外耳、中耳、内耳的解剖结构，以及它们各自在接收、传导和转化声波中的作用。从耳廓收集声波，到鼓膜的振动，再到听小骨的放大，最后到内耳的耳蜗将机械振动转化为神经电信号，每一个环节都将被细致解析。 声音的感知：我们将探讨响度、音高、音色等感知特性与声波物理参数之间的对应关系。本书将介绍心理声学（Psychoacoustics）的一些基本概念，例如掩蔽效应（Masking Effect），即一个声音会遮盖住另一个声音。我们将解释阈值（Thresholds）的概念，如听觉阈值（Auditory Threshold）和痛阈（Pain Threshold）。 听觉的局限性与增强：人耳并非完美的声学接收器，它存在着频率响应的限制、动态范围的限制以及对特定声音的敏感度差异。本书将探讨这些局限性，并介绍一些增强听觉能力的方法，例如助听器的工作原理，以及在特定环境下的听觉优化技巧。 第三部分：声音的传播与效应 声音在空间中的传播并非直线前行，它会受到各种因素的影响，产生丰富的现象。 反射（Reflection）：当声波遇到障碍物时，会发生反射。本书将深入探讨不同材料的吸声系数和反射系数，以及这在室内声学设计中的应用。我们将介绍镜面反射（Specular Reflection）和扩散反射（Diffuse Reflection）的区别。 衍射（Diffraction）：声波能够绕过障碍物的边缘传播，这种现象称为衍射。我们将解释衍射的原理，并探讨其在声音传播中的影响，例如在户外环境中，声音绕过建筑物传播的现象。 透射（Transmission）：声波穿过材料的现象称为透射。本书将介绍隔音（Sound Insulation）的基本原理，以及如何通过选择合适的材料和结构来阻挡声音的传播。我们将探讨声音的穿透能力与频率的关系，以及低频声音的穿透性更强。 吸收（Absorption）：声能被材料吸收并转化为热能的现象。我们将详细介绍各种吸声材料的吸声性能，以及它们在改善室内音质、降低噪声方面的作用。 共振（Resonance）：当外加激励的频率与物体的固有振动频率相同时，会发生共振，导致振幅急剧增大。本书将解释共振的原理，并探讨其在声学中的应用与危害，例如在乐器设计中利用共振增强声音，或是在建筑结构中避免共振引起的破坏。 驻波（Standing Waves）：在受限空间内，相向传播的声波相互干涉形成的波形，其振幅在空间中呈固定分布。本书将解释驻波的形成原理，以及它在房间声学中造成的频率响应不均匀性，并提供消除驻波的方法。 第四部分：室内声学设计 室内空间的声音环境对我们的舒适度、工作效率乃至健康都至关重要。本书将提供一套系统性的室内声学设计理论与实践。 房间的声学特性：我们将分析房间的几何形状、体积、表面材料等因素如何影响其声学特性，例如混响时间（Reverberation Time, RT60）。我们将详细介绍混响时间的计算方法，以及它对语言清晰度（Speech Intelligibility）和音乐表现力的影响。 语言清晰度：在会议室、教室、剧院等需要清晰语音传播的场所，如何保证语言清晰度是核心问题。本书将探讨影响语言清晰度的主要因素，以及通过声学设计手段来优化它的方法，例如通过声扩散和适当的吸声来减少混响。 音乐声学：在音乐厅、录音室等场所，对声音的保真度和艺术表现力有着极高的要求。本书将深入研究不同类型音乐厅的声学设计理念，以及如何通过声学设计来营造最佳的听觉体验，例如音乐厅的早期反射声、空间感等。 噪声控制：在居住环境、办公场所，以及工业生产中，噪声是普遍存在的问题。本书将系统介绍噪声的来源、传播途径，以及各种有效的噪声控制技术，包括隔声、吸声、减振等。我们将探讨如何通过材料选择、结构设计以及主动噪声控制技术来降低噪声水平。 建筑材料的声学性能：各种建筑材料在声音传播、吸收、反射等方面表现出不同的特性。本书将对常见的建筑材料进行声学性能评估，并提供如何在声学设计中选择和应用这些材料的指导。 第五部分：应用领域与前沿技术 声学无处不在，本书将带领读者领略声学在各个领域的广泛应用，并展望未来的发展趋势。 乐器声学：从古典乐器到现代电子乐器，每一种乐器都蕴含着精妙的声学原理。本书将剖析不同乐器的发声机制，以及它们在音色、音量、延音等方面的声学特性。 语音与通信：语音信号的产生、传输与接收是通信系统的核心。本书将探讨语音的声学模型，以及在电话、广播、语音识别等领域中的应用。 音频工程与录音技术：专业的音频录制、混音和母带处理离不开对声学原理的深刻理解。本书将介绍录音室的声学设计、麦克风的选择与摆放、混响器的原理以及数字音频技术等。 环境声学：城市噪声、交通噪声、工业噪声等环境噪声的测量、评估与控制是环境声学的重要研究内容。本书将介绍噪声污染的法规、测量方法以及控制策略。 生物声学：动物的声学行为，如动物的交流、导航、捕食等，是生物声学研究的重要课题。本书将介绍生物声学的一些经典案例。 超声与次声应用：除了人耳能听到的声音，超声和次声波在医学诊断、工业检测、海洋探测等领域也扮演着重要角色。本书将介绍这些非可听声波的特性与应用。 信号处理与人工智能在声学中的应用：随着计算能力的提升，信号处理和人工智能技术在声学领域展现出巨大的潜力，例如在声音增强、噪声消除、声纹识别、音乐生成等方面的应用。本书将对这些前沿技术进行探讨。 《声学原理与实践》是一部集理论性、实践性、前瞻性于一体的权威著作，它将带领读者踏上一场探索声音奥秘的旅程，帮助读者理解声音，掌控声音，并创造更美好的声音环境。

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这本书的阅读体验非常“厚重”，不是说它内容难懂，而是它承载了声学领域多年的智慧结晶。我特别喜欢它在处理“听觉感知与心理声学”这一前沿课题时的处理方式。很多声学书会草草带过这部分，但《Master Handbook of Acoustics》却用大篇幅解释了声音如何在大脑中被解释、如何影响人的情绪和注意力。这对于做用户体验（UX）设计，尤其是对声音界面（Sound Interface）设计至关重要。书中关于掩蔽效应、听觉适应性等理论的阐述，让我能够设计出更具沉浸感和舒适度的音频环境。而且，第六版在处理现代声学技术，比如波场合成（Wave Field Synthesis）和空间音频编解码器等方面的信息更新得非常到位，这些都是当前声学领域最热门的话题。如果说有什么可以改进的地方，也许是某些高级算法的伪代码可以再多一些，但考虑到它作为一本“手册”的定位，目前的平衡性已经做到了极致。它成功地架起了理论物理与人类感官之间的桥梁。

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我是在一个偶然的机会下接触到这本《Master Handbook of Acoustics, Sixth Edition》的，当时正在为一个户外大型活动进行环境噪声评估。这本书在户外声传播模型，特别是地形、气象条件对声衰减的影响这块的分析，简直是教科书级别的。它清晰地划分了不同尺度下的传播模型，从近场到远场的过渡处理得非常平滑。书中对于风速、温度梯度如何影响声线的弯曲，提供了精确的数学描述和简化模型供实际快速计算使用。我发现它在处理复杂边界条件下的声散射和衍射问题时，也给出了非常实用的近似方法，这在现场快速决策时比复杂的有限元分析要高效得多。这本书的语言风格非常直接和专业，没有过多华丽的辞藻，一切都以解决实际问题为导向。它更像一位经验丰富的老教授，直接告诉你“该怎么做”，而不是“可以怎么想”。对于需要进行环境声学影响评价（EIA）的专业人士来说，这本书的价值是无可替代的，它是确保评估准确性和合规性的有力武器。

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说实话，我本来对手册类的书籍不太抱太大期望，觉得它们往往流于表面，但《Master Handbook of Acoustics, Sixth Edition》彻底改变了我的看法。这本书的详尽程度令人咋舌，它简直像一本声学领域的百科全书。我主要关注的是工业噪声控制方面的内容，这本书对各种噪声源的特性分析以及相应的减振降噪技术，描述得非常详尽和具体。它不仅提供了理论基础，还收录了大量不同行业（如机械制造、交通运输）的实际降噪案例及其效果评估数据。这对于我们制定具体的环保和职业健康标准非常有帮助。阅读过程中，我发现书中对最新的国际声学标准和规范的引用也相当全面，这对于我们进行跨国项目合作时，确保设计符合国际通用要求非常关键。作者的专业性和严谨性在这本书的每一个章节中都得到了充分体现，参考文献列表也极为丰富，为进一步的深度研究指明了方向。对于任何需要处理复杂声学问题的工程师来说，这本手册绝对是提高专业水平的基石。

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我是一名声音设计师，对声学有一定了解，但总觉得缺少一本能系统梳理从基础物理到高端应用的权威著作。这本第六版《Master Handbook of Acoustics》恰好填补了我的空白。我最欣赏它的结构逻辑，它不是简单地堆砌知识点，而是循序渐进地构建起一个完整的声学知识体系。从基础的波的产生、传播，到人耳听觉的生理和心理机制，再到各种测量仪器的原理和校准，都进行了细致入微的阐述。特别是关于室内声学的部分，对于如何设计一个具有理想听觉体验的空间，提供了非常实用的指导方针，这对我进行音乐厅和录音棚的设计至关重要。书中对声场建模和计算机模拟方法的介绍，也让我得以将一些复杂的声学问题转化为可计算的数学模型，极大地提升了设计的精确度。虽然有些地方的数学推导相当严谨，需要一定的专业背景才能完全理解，但作者总是会用清晰的文字来解释其物理意义，确保读者不会迷失在公式的海洋中。这是一本值得反复研读的经典之作。

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这本《Master Handbook of Acoustics, Sixth Edition》真是一本让人爱不释手的工具书。我刚开始接触声学领域时，对各种复杂的理论和公式感到非常头疼，但这本书简直是我的救星。它不仅仅停留在理论层面，更注重实际应用。书中对不同材料的吸声、隔音性能有非常详尽的分析，配有大量的图表和实际案例，让我能清晰地理解如何在工程设计中应用这些知识。比如，在处理一个老旧剧院的混响问题时，我就是参考了书中的最佳混响时间计算模型，结合现场的声学测量数据，很快就找到了合适的解决方案。作者的讲解深入浅出，即便是初学者也能快速上手，但其广度和深度又足以让资深工程师从中受益匪浅。尤其是对非线性声学和现代数字信号处理在声学中的应用部分，更新得非常及时，紧跟行业前沿。这本书的排版和索引设计也十分人性化，需要查找特定公式或标准时，能迅速定位，极大地提高了我的工作效率。可以说，它已经成了我案头不可或缺的参考手册，每次翻阅都有新的收获，绝对物超所值。

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