環境聲學-學科起源
人類生活的環境里有各種聲波,其中有的是用來傳遞信息和進行社會活動的,是人們需要的;有的會影響人的工作和休息,甚至危害人體的健康,是人們不需要的,稱為噪聲。為了改善人類的聲環境,保證語言清晰可懂,音樂優美動聽。20世紀初,人們開始對建筑物內的音質問題進行研究,促進了建筑聲學的形成和發展。50年代以來,隨著工業生產、交通運輸的迅猛發展,城市人口急劇增長,噪聲源也越來越多,所產生的噪聲也越來越強,造成人類生活環境的噪聲污染日益嚴重。因此,不僅要在建筑物內改善音質,而且要在建筑物內和在建筑物外的一定的空間范圍內控制噪聲,防止噪聲的危害。這些問題的研究涉及物理學、生理學、心理學、生物學、醫學、建筑學、音樂、通信、法學、管理科學等許多學科,經過長期的研究,成果逐漸匯聚,形成了一門綜合性的科學──環境聲學。在1974年召開的第八屆國際聲學會議上,環境聲學這一術語被正式使用。
環境聲學-發展歷史
聲學是物理學中很早就得到發展的學科。聲音是自然界中非常普遍、直觀的現象,它很早就被人們所認識,無論環境聲學研究是中國還是古代希臘,對聲音、特別是在音律方面都有相當的研究。我國在3400多年以前的商代對樂器的制造和樂律學就已有豐富的知識,以后在聲音的產生、傳播、樂器制造、樂律學以及建筑和生產技術中聲學效應的應用等方面,都有許多豐富的經驗總結和卓越的發現和發明。國外對聲的研究亦開始得很早,早在公元前500年,畢達哥拉斯就研究了音階與和聲問題,而對聲學的系統研究則始于17世紀初伽利略對單擺周期和物體振動的研究。17世紀牛頓力學形成,把聲學現象和機械運動統一起來,促進了聲學的發展。聲學的基本理論早在19世紀中葉就已相當完善,當時許多的數學家、物理學家都對它作出過卓越的貢獻。1877年英國物理學家瑞利(Lord JohnWilliam Rayleigh,1842~1919)發表巨著《聲學原理》集其大成,使聲學成為物理學中一門嚴謹的相對獨立的分支學科,并由此拉開了現代聲學的序幕。
聲學又是當前物理學中活躍的學科之一。聲學日益密切地同聲多種領域的現代科學技術緊密聯系,形成眾多的相對獨立的分支學科,從早形成的建筑聲學、電聲學直到目前仍在“定型”的“分子—量子聲學”、“等離子體聲學”和“地聲學”等等,目前已超過20個,并且還有新的分支在不斷產生。其中不僅涉及包括生命科學在內的幾乎所有主要的基礎自然科學,還在相當程度上涉及若干人文科學。這種廣泛性在物理學的其它學科中,甚至在整個自然科學中也是不多見的。
在發展初期,聲學原是為聽覺服務的。理論上,聲學研究聲的產生、傳播和接收;應用上,聲學研究如何獲得悅耳的音響效果,如何避免妨礙健康和影響工作的噪聲,如何提高樂器和電聲儀器的音質等等。隨著科學技術的發展,人們發現聲波的很多特性和作用,有的對聽覺有影響,有的雖然對聽覺并無影響,但對科學研究和生產技術卻很重要,例如,利用聲的傳播特性來研究媒質的微觀結構,利用聲的作用來促進化學反應等等。因此,在近代聲學中,一方面為聽覺服務的研究和應用得到了進一步的發展,另一方面也開展了許多有關物理、化學、工程技術方面的研究和應用。聲的概念不再局限在聽覺范圍以內,聲振動和聲波有更廣泛的含義,幾乎就是機械振動和機械波的同義詞了。