上午9:30 振动噪音科普专栏-2.专家-王柏村教授 No comments
声音无所不在，有交通的汽机车声音、甚至飞机的声音，有大自然的风吹草动声音、虫鸣鸟叫的声音，有美妙动听的音乐，来自各种乐器发出的声音、歌手欢唱的声音。那么这些声音是怎么产生的？声音的产生机制是什么？这个单元就来谈“声音如何产生？”
要谈声音的发声机制，可以参考图示，从SPR来说明：
1. S是Source，声音的音源、或是振动的振动源。
3. R是Receiver，收受者，就是接收、感受到的声音或振动，R也可视为Response，振动或声音的响应、反应。
对前述的Path传播路径，又可以解构成两个路径，一是structural path结构路径，一是air path空气路径。
振动及声音来source来源成因，可以盖分两种，力的形式(force type)及流场形式(flow type)。
如右上图图示的左图，结构受外力作用，结构会产生振动，进而由结构产生声音辐射(sound radiation)在空气间传播，空气就是介质(media)。另外，如右上图图示的右图，假设有流场压力的入射，也会引发结构体的振动，在一侧会有反射音、在另一侧也会有穿透音。
所以，声音的产生机制，可以有两种形式：
1. Structural vibration induced sound 由结构振动引发的介质波动，所产生的声音，例如：图示的打击乐器，就是以打击棒敲击铁琴或三角铁，使得结构体产生振动，而发出声音。
2. Flow induced sound 系由流场流动压力引发介质的波动所产生的声音，例如：图示的管乐器，就是吹奏萨克斯风或黑管，经由流体在管路中的流动，而发出声音。
在声音的传播路径(path)，可以区分为：
1. 借由空气传播的声音Air-borne sound：就是以空气为介质的声音传播。如果，三角铁打击乐器是在水中，敲击后，此时的介质是水，同样会在水中有声音传播的现象，可称为water-borne sound，或fluid-borne sound，就是以流体为介质的声音传播，此即为水中声学(under water acoustics)之范畴。
2. 借由结构传播的声音Structure-borne sound：就是以结构体为传播的介质，产生结构振动波的传递，当结构振动与空气或流体介质会有交互作用，而引发声音的辐射。
本文由SPR (source-path-receiver/response)的角度，来看声音的产生与传播，希望对读者有帮助。