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程建春 著

图书标签:

• 声学
• 物理声学
• 建筑声学
• 音乐声学
• 噪声控制
• 振动
• 声波
• 信号处理
• 测量技术
• 音频工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030341075

版次：1

商品编码：12290458

包装：精装

丛书名： 现代声学科学与技术丛书

开本：16开

出版时间：2012-05-01

用纸：胶版纸

页数：853

字数：1076000

正文语种：中文

内容简介

　　《声学原理》系统介绍了流体介质中声波的激发、传播和接收的基本原理和分析方法，主要内容包括：理想流体中声波的基本性质，声波的辐射、散射和衍射，管道和腔体中的声场，非理想流体中的声波，平面层状和运动介质中的声传播，以及有限振幅声波的传播及其物理效应。

作者简介

　　程建春，1961年生于江苏武进，1992年于南京大学获理学博士学位，现为南京大学物理学院二级教授，2001年获国家杰出青年科学基金，2009年获中国声学学会首届马大猷声学奖，2011年获中国物理学会饶毓泰物理奖。

内页插图

目录

前言
第1章 理想流体中声波的基本性质
1．1 声波方程
1．1．1 Lagrange坐标下的波动方程
1．1．2 Euler坐标下的守恒定律
1．1．3 小振幅声波方程
1．1．4 速度势和二阶非线性方程
1．1．5 Lagrange坐标与Euler坐标的关系
1．2 声场的基本性质
1．2．1 声场的能量关系
1．2．2 初始条件和边界条件
1．2．3 声场的唯一性
1．2．4 叠加原理和反演对称性
1．2．5 声学中的互易原理
1．3 行波解和平面波展开
1．3．1 直角坐标中的平面行波
1．3．2 角谱展开方法
1．3．3 球面行波及其平面波展开
1．3．4 柱面行波及其平面波展开
1．4 平面界面上声波的反射和透射
1．4．1 不同介质间界面上的反射和透射
1．4．2 阻抗界面上的反射及蠕行波
1．4．3 瞬态平面波的反射和透射
1．4．4 有限宽波束的反射和透射
1．4．5 隔声的基本规律
1．4．6 薄板的隔声
1．5 声波的度量、测量和分析
1．5．1 声压级和加权声压级
1．5．2 声波的相干性
1．5．3 声波接收的基本原理
1．5．4 声学中的不确定关系

第2章 无限空间中声波的辐射
2．1 多极子展开和组合声源
2．1．1 单极子和自由空间的Green函数
2．1．2 偶极子声辐射
2．1．3 四极子声辐射
2．1．4 小区域体源和面源
2．1．5 组合声源
2．2 柱状声源的辐射
2．2．1 柱坐标中分离变量法
2．2．2 振动柱体向无限空间中的辐射
2．2．3 柱体上的活塞振动和稳相法
2．2．4 自由空间Green函数的柱函数展开
2．2．5 存在刚性圆柱时空间的Green函数
2．3 球状声源的辐射
2．3．1 球坐标中分离变量法
2．3．2 球面振动向无限空间的辐射
2．3．3 自由空间Green函数的球函数展开
2．3．4 存在刚性球时空间的Green函数
2．4 平面界面附近的声辐射
2．4．1 声场的Green函数表示
2．4．2 阻抗平面前点声源的辐射
2．4．3 分层平面前点声源的辐射和侧面波
……
第3章 声波的散射和衍射
第4章 管道中的声传播和激发
第5章 腔体中的声场
第6章 非理想流体中声波的传播和激发
第7章 平面层状介质中的声波
第8章 运动介质中的声传播和激发
第9章 有限振幅声波的传播
第10章 有限振幅声波的物理效应
主要参考书目
附录

前言/序言

　　声学是研究声波的产生、传播、接收及其效应的科学，属于物理学的一个分支.声学具有极强的交叉性与延伸性，它与现代科学技术的大部分学科发生了交叉，形成了若干丰富多彩的分支.近年来，声学的研究与新材料、新能源、医学、通信、电子、环境以及海洋等科学紧密结合，取得了巨大的进展.可以说声学在现代科学技术中起着举足轻重的作用，对当代科学技术的发展、社会经济的进步、国防事业的现代化，以及人民物质与精神生活的改善与提高发挥着极其重要甚至不可替代的作用.因此，声学学科已经超越了物理学的经典范畴，成为包括信息、电子、机械、海洋、生命、能源等学科在内的充满活力的多学科交叉科学。声音是人类最早研究的物理现象之一，声学是经典物理学中历史最悠久、并且当前仍处于前沿地位的物理学分支学科.现代声学可以追溯到1877年瑞利出版的《声学原理》，该书总结了19世纪及以前300多年的大量声学研究成果，集经典声学的大成，开创了现代声学的先河.20世纪，由于电子学的发展，使用电声换能器和电予仪器设备可以产生、接收和利用各种频率、波形、强度的声波，大大拓展了声学研究的范围。现代声学中最初发展的分支是建筑声学和电声学以及相应的电声测量；随着频率范围的扩展，又发展了超声学和次声学；由于手段的改善，进一步研究了听觉，发展了生理声学和心理声学；由于对语言和通信广播的研究，发展了语言声学；在第一次世界大战中，开始把超声广泛用于水下探测，促使水声学得到很大的发展；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，出现了噪声环境污染问题，从而促进了噪声、噪声控制、机械振动和冲击研究的发展.随着高速大功率机械的广泛应用，非线性声学受到普遍重视.此外，还有音乐声学、生物声学.这样，逐渐形成了完整的现代声学体系.现代声学是科学、技术，也是艺术的基础。今天，人们研究的声波频率范围扩展到10-4-1013Hz，覆盖17个数量级.根据人耳对声波的响应不同，把声波划分为次声（频率低于可听声频率范围，大致为10-4-20Hz）、可听声（频率在20Hz-20kHz，即人耳能感觉到的声）和超声（频率在20kHz以上的声）.根据声学与不同学科的交叉，声学又可分为若干个不同的分支，如水声学和海洋声学（与海洋科学的交叉）、生物医学超声学（与医学的交叉）、超声电子学（与电子科学的交叉）、超声检测和成像技术（与多学科的交叉）、通信声学和心理声学（与生命科学、通信学科的交叉）、生物声学（与生物学的交叉）、环境声学（与环境科学的交叉）、地球声学与能源勘探（与地球科学的交叉）、语言声学（与语言学、生命科学的交叉）等。总之，声学的内容十分广博，各个学科分支也有其独特的研究方法、手段以及研
　　究对象.因而本书写作的关键是内容的选择，通过分析现有《声学基础》和《理论声
　　学》教材，作者仍然循着“传播一辐射一散射一接收”这个基本思路来选择内容.但与传统的声学教材不同，本书忽略了振动部分的内容（这部分的内容往往占到《理论声学》的三分之一），而把所有的篇幅都用在讲述声学理论和方法上.另外值得一提的是，本书完全没有涉及固体介质中的声场与波。本书是为南京大学物理学院声学专业研究生开设“理论声学”课程而编写的，为了达到提高的目的，选择内容有一定深度.此外，为了方便阅读，数学推导尽量详细.主要内容叙述如下。第1章讲述理想流体中声波的基本性质，介绍声波方程、声场的基本性质、行波解和平面波展开、平面界面上声波的反射和透射，以及声波的度量、测量和分析；第2章讲述无限空间中声波的辐射，介绍多极子展开和组合声源、柱状和球状声源的辐射、平面界面附近的声辐射、有限束超声场和非衍射波，以及声波与声源的相互作用；第3章讲述声波的散射和衍射，介绍柱体和球体的散射、非均匀区域的散射、刚性屏和楔的声衍射，以及逆散射和衍射CT'理论；第4和5章讲述管道和腔体中的声场，介绍等截面波导中声波的传播和激发、突变截面波导及平面波近似、集中参数模型、缓变截面管道中的平面波、腔体中的简正模式理论、规则形腔中的简正模式、高频近似和扩散声场、低频近似和Helmholtz共振腔，以及两个腔的耦合；第6章讲述非理想流体中声波的传播和激发，介绍非理想流体中的声波方程、耗散介质中声波的传播和散射、管道和狭缝中平面波的耗散、黏滞对声辐射的影响，以及流体和生物介质中声波的吸收；第7章讲述平面层状介质中的声波，介绍平面层状波导、连续变化平面层状介质、WKB近似方法，以及几何声学近似：第8章讲述运动介质中的声传播和激发，介绍匀速运动介质中的声波、运动声源激发的声波、缓变非均匀流动介质中的声波，以及不稳定流动产生的声波；第9和10章讲述有限振幅声波的传播及其产生的物理效应，介绍理想介质中的有限振幅平面波、黏滞和热传导介质中的有限振幅波、色散介质中的有限振幅波、有限振幅声束的传播；物理效应主要介绍声辐射压力和声悬浮、声流理论，以及声空化效应。本书的出版得到南京大学“985Ⅲ）工程”、国家自然科学基金委员会和江苏高校优势学科建设工程项目的资助。
　　著者
　　2011年12月

迷雾之中的低语：一部关于古老文明与失落之语的史诗 书名： 《星尘低语：亚特兰蒂斯文明的象形文字与宇宙共鸣》 作者： 伊莱亚斯·凡·德·赫尔姆 出版信息： 秘境探寻出版社，2024年秋季版 --- 内容简介： 《星尘低语》并非一部探讨自然科学现象的书籍，它是一部穿越时空、潜入人类集体无意识深处的考古学、符号学与形而上学交织的宏大叙事。本书的核心，是对一个被历史长河吞噬的伟大文明——亚特兰蒂斯（Atlantis）——留存的最后线索进行的深度挖掘和破译工作。 本书的叙事始于一次看似普通的深海勘探任务。一支由海洋考古学家、古语言学家和量子物理学家组成的跨学科探险队，在南大西洋一处长期被地质活动屏蔽的海域，发现了被认为是神话的亚特兰蒂斯主城遗迹的边缘结构。然而，真正引人注目的是，他们从遗迹核心区域打捞出的一批由未知晶体矿物铸就的铭板。 这些铭板上镌刻的，并非任何已知的象形文字或字母系统，而是一种复杂的、三维几何图形与频率符号的混合体——我们称之为“原初谐振符”（Proto-Resonance Glyphs）。 第一部分：沉默的遗产与破碎的地图 作者凡·德·赫尔姆首先详尽描述了发现这些铭板的考古背景，并侧重于对铭板材料的元素分析。这些晶体矿物展现出惊人的能量储存特性和对特定电磁波的超敏反应，暗示了亚特兰蒂斯文明远超我们理解的物质控制能力。 随后，全书的重点转向了对“原初谐振符”的破译工作。作者认为，这些符号并非记录历史事件的文字，而是记录宇宙运行法则和意识振动频率的蓝图。破译过程充满挫折，传统的语言学方法完全失效。直到探险队中的一位神经美学家，提出了一种激进的假设：这些符号需要通过特定的“共鸣”才能被解读，即解读者的思维模式必须与铭板上记录的原始频率相匹配。 本书详细记录了破解过程中的关键性突破：通过利用生物反馈技术和高度复杂的数学模型，研究人员发现这些图形的排列组合，与已知宇宙背景辐射（CMB）中的微小波动模式惊人地一致。这表明，亚特兰蒂斯人可能已经掌握了直接与宇宙结构对话的技术或哲学。 第二部分：失落的共鸣之城 随着部分符号的解锁，铭板的内容开始揭示亚特兰蒂斯文明的社会结构、技术核心及其最终的命运。 关于城市构造： 亚特兰蒂斯城并非简单建立在地面上，而是“悬浮”于一个巨大的能量场之上。铭板中描绘的建筑蓝图揭示了复杂的能量导引系统，这些系统利用地球自身的磁极点和海底火山的热能，创造了一个自我维持的生态圈。书中详细分析了亚特兰蒂斯人如何利用“聚焦水晶”（Focal Crystals）来放大和控制自然能量，以实现超远距离通讯和物质重构。 关于“灵性科学”： 本书对亚特兰蒂斯人精神哲学的探讨尤为深入。他们似乎将意识视为一种可量化的、可调谐的“波”。铭板上描述了一种被称为“大合唱”（The Grand Chorus）的集体意识实践，通过这种实践，整个文明能够同步其心智频率，从而达到一种集体智慧的巅峰状态。这部分内容挑战了当代科学对心智和物质界限的认知。 文明的巅峰与衰落： 铭板记录的最后阶段充满了警示。作者推测，亚特兰蒂斯文明的衰落并非源于外部侵略或资源枯竭，而是源于他们对“共鸣”力量的过度干预。他们试图超越自然的限制，强行改变地球的“基础频率”，这最终导致了能量系统的失控和地壳的剧烈不稳定。书中引用了多段描述“色彩的尖叫”和“声音的崩塌”的文本片段，营造出文明末日降临的史诗感。 第三部分：回响在当代 《星尘低语》的最后一部分将目光投向了现代。作者提出了一个令人不安的论断：亚特兰蒂斯的毁灭并非彻底的终结，而是能量的“休眠”。铭板中包含的最后一段信息，被破译为一套复杂的“唤醒序列”，它与地球当前地磁场的变化和太阳活动周期存在着微妙的关联。 凡·德·赫尔姆警告说，现代社会对高频电磁波的过度使用和对地球核心能量的无意识干扰，可能正在无意中激活某些被封存的亚特兰蒂斯遗留系统。他引用了多位地质学家和天体物理学家的最新研究，暗示当前的全球性环境变化，可能与文明深处的“回响”有关。 本书并非一本科幻小说，它是一部基于坚实的（尽管是推测性的）考古证据和前沿物理理论的深度报告。它迫使读者重新思考我们对古代历史的认知，并对我们目前所依赖的科学范式提出深刻的质疑：我们是否正在重蹈一个早已灭亡的伟大文明的覆辙？ 《星尘低语》以其宏大的视野、详尽的符号分析和令人毛骨悚然的结论，为所有对失落文明、深层历史和人类意识极限感兴趣的读者，提供了一扇通往未知领域的大门。它所讲述的，是关于超越时间界限的知识与傲慢的永恒主题。 --- 关键词： 亚特兰蒂斯；失落文明；符号学；宇宙共鸣；深海考古；古代技术；形而上学；地质共振。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《声学原理》在细节的处理上做得非常到位。作者在讲解声波的干涉和衍射时，没有停留在简单的概念描述，而是深入剖析了不同声源相位关系对干涉结果的影响，以及声波绕过障碍物的规律。书中关于“驻波”形成的原理，以及其在乐器发声中的作用，更是让我大开眼界。我一直觉得小提琴能够发出如此悠扬的乐声，其背后的物理原理一定很复杂，而这本书则将这些复杂的声学原理一一揭示。作者还对各种乐器的发声机制进行了细致的分析，从弦乐器的振动弦，到管乐器的空气柱共振，再到打击乐器的表面振动，都给出了详尽的解释。这让我不仅听懂了音乐，更能“看懂”音乐的产生过程。读完这本书，我感觉自己仿佛掌握了一把解锁音乐奥秘的钥匙，对任何声音都充满了探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

最近，我翻阅了一本名为《声学原理》的书，不得不说，这本书在理论的深度和广度上都给我留下了深刻的印象。作者以一种非常系统的方式，层层递进地讲解了声音的本质，从最基础的波形概念，到复杂的声传播机制，再到各种声学现象的背后原理，都梳理得条理清晰。尤其是在探讨驻波和共振的部分，作者不仅给出了严谨的数学推导，还辅以生动形象的比喻，让我这个非物理专业出身的读者也能豁然开朗。书中的插图也非常精良，很多复杂的声场分布和仪器模型都通过图示变得直观易懂，这对于理解抽象的声学概念至关重要。我还特别欣赏作者在书中穿插的案例分析，比如如何利用声学原理来设计音乐厅的混响效果，或者如何通过声呐技术来探测水下目标，这些都让我看到了理论知识在实际应用中的巨大价值。总的来说，这本书不仅是一本严谨的学术著作，更是一次引人入胜的声学探索之旅，让我对“声音”这一日常却又神秘的现象有了全新的认知。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《声学原理》的过程中，我惊喜地发现，作者在解读声音的传播途径时，引入了许多我未曾考虑过的视角。比如，书中详细阐述了不同介质对声波衰减的影响，并解释了为何在空气中声音传播的距离有限，而在固体中则能传播得更远。这一点让我联想到生活中一些有趣的现象，例如地下挖掘时，工人为何能听到远处的微弱震动，又或者为何在海边能听到海浪拍打礁石的声音，这些都与声波在不同介质中的传播特性息息相关。作者在讲解时，并没有仅仅停留在理论层面，而是巧妙地将声学原理与我们周遭的环境联系起来，让抽象的知识变得生动而贴近生活。尤其是在讨论声反射、折射和衍射时，作者更是引用了不少生活中的例子，比如声音在山谷中回荡，或者穿过门缝传播出去的现象，都得到了科学而清晰的解释。这种将理论与实践紧密结合的叙述方式，极大地提升了我的阅读兴趣，也让我对声音的感知有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

《声学原理》这本书给我最大的触动在于，它彻底颠覆了我对“听见”这件事的理解。在此之前，我总以为声音就是一种简单的振动，传入耳朵后就能被感知。但这本书让我明白，声音的产生、传播以及被接收，是一个极其复杂而精妙的过程。书中对声源的振动模式、声波的能量传递，以及人耳的听觉生理机制都有深入的探讨。尤其是在解析声音的频率、振幅和波长如何影响我们的听觉感知时，作者的论述逻辑清晰，让我对高低音、强弱音的形成有了科学的认识。我尤其赞赏书中关于“听觉掩蔽”和“心理声学”的章节，这解释了为什么在嘈杂的环境中，我们仍然能够聚焦于某个特定的声音，又或者为什么不同的音乐风格会对我们的情绪产生不同的影响。这些内容让我意识到，声音不仅仅是物理现象，更与我们的心理活动息息相关。这本书无疑是一本能从根本上改变你对声音看法的著作。

评分☆☆☆☆☆

《声学原理》这本书在内容安排上，给我的感觉是既有深度又不失趣味性。它并没有一味地堆砌枯燥的公式和理论，而是通过大量生动形象的例子，将抽象的声学概念具象化。比如，在讲解声音的反射和吸声时，作者就模拟了不同房间的声学特性，分析了为何有些房间听起来回声很重，而有些房间则异常安静。我还对书中关于“声学测量”的章节印象深刻，它详细介绍了各种声学仪器的工作原理，以及如何利用这些仪器来分析声音的特性。这让我明白，我们日常所感知到的声音，背后都隐藏着复杂的测量和分析过程。作者在书的结尾部分，还对未来声学技术的发展趋势进行了展望，例如主动降噪技术、空间音频技术等，这让我看到了声学领域广阔的未来前景。总而言之，这本书不仅满足了我对声学原理的好奇心，更点燃了我对声学科学的浓厚兴趣。