圣諦發現:砂子可能是很好的吸音材料?
按照美國聲學協會的方法,物體的吸音作用是以單位面積上的聲阻抗(聲壓從法向通過物體時兩表面的壓力差)的大小表示,阻抗越大吸音效果越好。該公式分三項,為聲音的流阻、聲扭、聲容所產生的聲壓損耗之和。
從流阻來看,與砂對聲音的傳導有關。砂是巖石細粒,其本身的聲阻很小,但由于砂粒是不規則的多面體,相互之間多為點接觸,在聲波振動下將產生微小位移,使聲壓能量轉變為機械能和熱能,起到吸音作用。另外,在砂粒還有許多空隙,在聲波通過時,不同介質間也有一定的表面聲發射損失。所以砂子能夠有較高的流阻。
砂的聲扭由其傳播速度和密度決定,比較一下空氣中聲傳播的情況可知,它應當比空氣要小。
聲容決定于砂的孔隙率,一般約20-30%,與砂粒的平均直徑有關,所以砂由孔隙造成的聲壓損失也比較高。
因此,用砂作為吸音材料,用于聆聽室裝修,在理論和實踐上都是很有意義的。這里需要提醒的是,砂必須洗凈,否則粘有泥土的砂將因摩擦力較大,降低吸音作用;
在選擇砂的粒徑方面要注意,不要過粗,也不要過細,我認為1mm左右的比較適宜,既能保證產生足夠的摩擦耗能,也有適當的聲容損失,可以得到較高的聲阻抗;再就是,砂的粒徑與吸音頻率也有一定關系,有條件的朋友可做下實驗,再決定用什么樣的砂更合適。
補充一下:沙子的吸收頻段主要是在300 Hz以下效果好,500 Hz以上還是玻璃纖維的吸音系數大。