22、声音测量与水波波动的数值研究

声音测量与水波波动的数值研究

自制声音测量仪

在声学研究中，我们可以尝试自制一个“声音测量仪”。以下是具体的操作步骤：
1. 声音采样 ：使用笔记本电脑进行声音采样，例如可以利用相关程序片段（如第5章末尾的程序片段2 ）来完成。
2. 傅里叶变换 ：对采样得到的声音进行傅里叶变换，从而得到声音的频谱。不同频率分量的强度与傅里叶系数的平方成正比。
3. 强度调整 ：根据特定的加权函数（如dB(A)的加权函数），对各个频率分量的相对强度进行调整。
4. 强度求和 ：将调整后的各频率分量的加权强度相加。
5. 计算dB(A)值 ：使用一个任意的参考强度，计算声音的dB(A)值。
6. 校准参考强度 ：向有专业声音测量仪的人借用仪器，通过调整计算中的参考强度，使得自制声音测量仪的读数与专业仪器的读数相近。

不过，我们需要注意计算机麦克风和数字化电路存在一定的局限性。对于微弱信号，很难进行准确的测量；而对于强信号，声音产生的信号可能会超出数字化电路的处理能力，从而出现“削波”现象。我们可以通过在时域中绘制采样信号来发现这种现象，此时正弦信号的顶部会变平，且没有信号能超过这个限制。在这种情况下，声音测量仪会给出错误的读数，但我们可以让程序显示警告信息。

水波波动的数值研究

水波研究概述

水波一直以来都吸引着人们的关注，其波形丰富多样，背后的物理原理也非常复杂。我