
【电】 sound-reflection coefficient
声音反射系数(Sound Reflection Coefficient)指声波在介质交界面上发生反射时,反射声压与入射声压的比值,通常用符号 ( R ) 表示。其数学表达式为:
$$
R = frac{P{text{反射}}}{P{text{入射}}}
$$
其中 ( P ) 表示声压。该系数取值范围为 ( 0 )(全吸收)到 ( 1 )(全反射),取决于介质的声阻抗特性。在声学工程中,该参数是评估材料隔声性能、建筑声学设计(如音乐厅、录音棚)的关键指标之一。
声阻抗匹配
反射系数由两种介质的特性声阻抗(( Z = rho c ),( rho ) 为密度,( c ) 为声速)决定。计算公式为:
$$
R = left( frac{Z_2 - Z_1}{Z_2 + Z_1} right)
$$
当 ( Z_1 = Z_2 ) 时(阻抗匹配),反射系数趋近于 ( 0 ),声能几乎无反射。
频率与入射角
高频声波反射更显著,且斜入射时反射系数随角度变化(如掠入射接近全反射)。多孔吸声材料(如岩棉、聚酯纤维)通过阻抗渐变结构降低反射。
参考文献
- ISO 354:2003 Acoustics—Measurement of sound absorption in a reverberation room. ISO官网
- ASA Definitions of Acoustical Terms. Acoustical Society of America
- Cox, T. J., & D’Antonio, P. (2016). Acoustic Absorbers and Diffusers. CRC Press. 出版社链接
声音反射系数是描述声波在两种介质界面处反射能量比例的物理量,其定义和计算方式根据研究角度不同可分为声强反射系数和声压反射系数两类。
声强反射系数:表示反射声强与入射声强的比值,用 ( R ) 表示,公式为: $$ R = frac{text{反射声强}}{text{入射声强}} $$ 取值范围为0到1,0表示无反射(全透射或吸收),1表示全反射。
声压反射系数:表示反射波声压与入射波声压的比值,公式为: $$ r = frac{text{反射声压}}{text{入射声压}} $$ 取值范围为-1到1,负号表示相位反转(如硬边界反射)。实际应用中,声强反射系数通常为声压反射系数的平方,即 ( R = |r| )。
声音反射系数是声学设计中的核心参数,需结合介质特性、频率及入射角度综合分析。实际工程中通常通过测量声强或声压计算反射系数。
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