声学的发展简史

声音是人类最早研究的物理现象之一。世界上最早的声学研究工作主要是在音乐方面。根据鲁《春秋》记载，黄帝命灵伦以竹子为律，律长增加，律长减为十二。傅弹钢琴，三分得失成为十三个音符。三分之一损益法是将管道(长笛和长笛)加长三分之一或缩短三分之一，听起来非常和谐。这是最早的声学定律。传说在古希腊，毕达哥拉斯也提出了类似的自然法则，但是是基于弦的。古代对声音本质的理解与今天的声学理论非常接近。在东方和西方，人们都认为声音是由物体的运动产生的，并以某种方式在空气中传播到人的耳朵，引起人的听觉。声学的系统研究始于17世纪初，当时伽利略研究了钟摆的周期和物体的振动。从那时起直到19世纪，几乎所有同时代的杰出物理学家和数学家都对物体振动和发声原理的研究做出了贡献。声音传播的问题长期以来一直受到关注。早在2000年前，中国和西方的一些人就把声音的传播比作水波纹。在1635年，一些人用远处的枪声来测量声速，从那以后这种方法一直在不断改进。1738年，巴黎科学院的科学家用枪测量了空气在0℃时的声速，得到了332米/秒。1827年，瑞士物理学家丹尼尔和法国数学家斯特姆在日内瓦湖进行了实验，得到了声音在水中传播的速度为1435米/秒，这在“声学仪器”只有秒表和人耳的时候是一个非常了不起的成就。人耳能听到的最低声强约为10-12W/m2，空气粒子在1000赫兹时相应的振动位移约为10-11m。可以看出，人耳接收声音的能力真是惊人。在19世纪，有许多关于人耳功能的解剖和讨论。1843年，欧姆发现了著名的电路定律，提出了人耳可以将复杂的声音分解成谐波成分，并根据分音的大小来判断音色的理论。受欧姆声学理论的启发，人们对听觉进行了声学研究(以下简称生理声学和心理声学)，并取得了重要成果，其中最著名的是亥姆霍兹的声音知觉。到目前为止，完整的听觉理论还没有形成。目前，人们对声刺激通过听觉器官和神经系统到达大脑皮层的过程已经有了一定的了解，但是在这个过程之后如何分析、处理和判断大脑皮层还需要进一步的研究。在语言和听力的范围内，理论研究已经导致了许多医疗设备的出现，如助听器、人工喉、语音合成器、人工耳蜗等。安装在耳道里。在封闭空间(如房间、教室、礼堂、剧院等)听语言和音乐。)有好的或坏的影响，这导致了今天所谓的建筑声学或室内声音质量的研究。但是直到1900年，萨宾得到了他的混响公式，建筑声学才成为一门真正的科学。1877年，莱利(Riley)出版了两卷《声学原理》，其中汇集了19世纪及之前200-300年的大量声学研究成果，开创了现代声学。迄今为止，尤其是在理论分析方面，这两卷经常被引用。他开始讨论的电话理论现在已经发展成了电声。在20世纪，由于电子学的发展，电声换能器和电子设备的使用可以产生和接收任何频率、任何波形和几乎任何强度的声波，这使得声学研究的范围远远超出了过去。现代声学的第一个分支是建筑声学、电声学和相应的电声测量。后来，随着频率范围的扩大，超声学和亚声学得到了发展。由于手段的改进，对听觉的进一步研究发展了生理声学和心理声学。作为语言和通信广播研究的结果，语言声学得到了发展。第二次世界大战期间，超声波被广泛应用于水下探测，推动了水声技术的巨大发展。自20世纪初，特别是20世纪50年代以来，由于工业、交通等事业的巨大发展，世界范围内出现了噪声污染问题，这推动了噪声、噪声控制、机械振动和冲击研究的发展。高速大功率机械的应用越来越广泛，非线性声学受到了广泛关注。此外，还有音乐声学和生物声学。几个分支学科的发展已经逐渐形成了一个完整的现代声学体系。