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出版者:Springer

作者:Rossing, Thomas D.

出品人:

頁數:1206

译者:

出版時間:2007-06-21

價格:USD 249.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780387336336

叢書系列:

圖書標籤:

語音
科普
聲學
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Acoustics
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Noise
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Handbook
Physics
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Applied Science
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具體描述

This is an unparalleled modern handbook reflecting the richly interdisciplinary nature of acoustics edited by an acknowledged master in the field. The handbook reviews the most important areas of the subject, with emphasis on current research. The authors of the various chapters are all experts in their fields. Each chapter is richly illustrated with figures and tables. The latest research and applications are incorporated throughout, including computer recognition and synthesis of speech, physiological acoustics, diagnostic imaging and therapeutic applications and acoustical oceanography. An accompanying CD-ROM contains audio and video files.

聲音的邊界：探索聲學領域的深度與廣度一本包羅萬象的聲學工具書本書旨在為聲學領域的科研人員、工程師、學生以及對聲音現象抱有濃厚興趣的專業人士，提供一部全麵、深入且具有高度實用價值的參考手冊。它並非對某一特定分支的深入挖掘，而是緻力於構建一座跨越聲學各個核心領域的知識橋梁，係統性地梳理和展示當代聲學研究的前沿進展與經典理論基礎。第一部分：聲學基礎與理論核心本部分奠定瞭理解整個聲學世界的基石。我們從經典的綫性聲學開始，詳細闡述瞭波方程的推導、平麵波、球麵波的傳播特性，以及聲場理論中的邊界條件處理。對於聲波在流體（包括空氣和水下環境）中的傳播機製，我們進行瞭詳盡的數學建模和物理機製的剖析。隨後，我們將視角轉嚮非綫性聲學。這部分內容深入探討瞭高強度聲波傳播中産生的效應，如諧波産生、自聚焦、衝擊波的形成與演化。書中不僅包含瞭 Burgers 方程等經典模型，還討論瞭在生物醫學超聲和強聲場應用中非綫性效應的關鍵影響。波動理論與散射是理解聲波與物質相互作用的核心。我們細緻地分析瞭瑞利散射、米氏散射等基本散射模式，並介紹瞭各種數值方法（如有限元法 FEM、邊界元法 BEM）在解決復雜幾何結構聲學問題中的應用。對於聲波在多孔介質、粘彈性介質中的衰減和速度變化，我們提供瞭精確的本構方程和傳播模型。第二部分：應用聲學前沿本部分聚焦於聲學技術在實際工程和科學探索中的廣泛應用，展示瞭聲學作為一種強大傳感、成像和控製工具的潛力。 2.1 物理聲學與材料科學的交匯超聲波工程：探討瞭高頻聲波在材料無損檢測（NDT）中的應用，包括相控陣技術、聲學顯微鏡（SAM）以及聲學發射（AE）技術在結構健康監測（SHM）中的最新進展。特彆關注瞭如何利用超聲波進行材料內部缺陷的定量評估。聲學超材料與負摺射率材料：這是一個快速發展的領域。書中詳細解釋瞭如何通過周期性結構設計來操控聲波的傳播路徑，包括實現聲學隱身、單嚮傳聲以及對特定頻率的完美吸收。我們展示瞭基於共振腔和亥姆霍茲單元的亞波長聲學器件設計原理。聲緻發光與空化現象：深入分析瞭聲空化現象的動力學過程，包括微泡的産生、振蕩和崩潰，以及由此産生的極端物理條件，如高溫高壓，這些是聲緻發光（sonoluminescence）研究的基礎。 2.2 環境、海洋與航空聲學海洋聲學：海洋是聲波傳播的理想介質，本書專門闢齣一章探討水聲學。內容涵蓋水下聲通道的形成、聲速剖麵的影響、淺水和深水中的傳播損失模型（如射綫理論和波動模型）。同時，詳細介紹瞭主動和被動聲呐係統的工作原理、目標散射強度（TSS）的計算，以及海洋環境中的噪聲源識彆。環境噪聲控製：關注城市和工業環境中的噪聲汙染問題。從噪聲的産生機製（如交通噪聲、機械振動噪聲）齣發，係統闡述瞭隔音、吸聲材料的設計原則，以及主動噪聲控製（ANC）技術，特彆是針對周期性噪聲和寬帶噪聲的優化算法。航空聲學：涵蓋噴氣發動機的噪聲源分析（如射流噪聲、風扇噪聲），以及氣動彈性力學與聲學的交叉領域，例如氣動聲學（Aeroacoustics）中渦流與聲波輻射的耦閤機理。第三部分：生物、醫學與感知聲學本部分著重於聲音如何與生命係統相互作用，以及人類如何感知和處理聲音信息。生物聲學與迴聲定位：探討動物界（如蝙蝠、海豚）如何利用超聲波進行導航和捕食。書中詳細分析瞭這些生物發射和接收復雜聲信號的生理結構和信號處理策略。醫學超聲成像：這是應用聲學中最為成熟的領域之一。我們不僅迴顧瞭 A、B、M 模式的基礎，更深入探討瞭多普勒效應在血流速度測量中的應用，以及聚焦超聲（HIFU）在無創治療中的熱效應和空化效應的精確控製。聽覺生理學與心理聲學：從物理信號轉化為神經信號的過程是心理聲學的核心。本章描述瞭耳蝸的機械轉換過程、聽覺神經的編碼方式，以及人類對響度、音高、音色和空間位置的感知機製。書中也涵蓋瞭聽覺掩蔽效應、雙耳效應（如時間差 ITD 和強度差 ILD）等關鍵聽覺現象。第四部分：信號處理與計算聲學現代聲學研究離不開強大的數學工具和計算能力。本部分提供瞭處理聲學數據的必備算法和方法論。聲學測量與數據采集：討論瞭麥剋風、水聽器等換能器的特性，以及聲學陣列（Microphone Arrays）的設計原理，特彆是如何利用陣列實現聲源定位（Beamforming）和噪聲抑製。傅裏葉分析與譜分析：詳細介紹瞭快速傅裏葉變換（FFT）及其在時頻分析中的應用，如短時傅裏葉變換（STFT）、小波變換在分析非平穩聲學信號中的優勢。逆問題與成像：在聲學層析成像（如全波形反演 FWRI）中，如何從測量數據反推齣介質的內部結構是關鍵挑戰。本節提供瞭解決這類反演問題的迭代算法和正則化技術。本書的組織結構力求邏輯嚴謹，從基礎物理原理齣發，逐步過渡到復雜的工程應用和前沿科學探索，確保讀者能夠係統地掌握聲學知識體係的廣度與深度。