聲學原理與噪音量測控製(第五版) pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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蔡國隆

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第五版
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具體描述

　　本書內文細微的噪音原理到大型航空飛行客機的聲學原理皆一一詳述，詳盡敘述在任何不同的環境之下所產生的不同聲音反應。本書內文詳細敘述外還內含ISO專業認證標準規格，此書以非同市麵上所有之書籍撰寫知識亦希望能提供讀者詳細內容，以豐富其專業知識。

本書特色

　　1.本書以簡而易懂的專業敘述方式撰寫，希望使用此書之讀者能輕鬆學習最專業的專業知識。
　　2.此書以日常生活中相關的聲學做比較，希望讀者能輕鬆易懂幫助學習。
　　3.內含專業音量規格錶外還包括ISO音量標準規格錶，除希望讀者能完整吸收專業知識外，更能瞭解課本以外的新知豐富其知識內含。
　　4.適用於大學、科大之機械、環保工程、汽車、車輛相關科係「聲學原理」課程使用以及對此課程有興趣者。

現代材料的微觀結構與宏觀性能研究書籍簡介本書深入探討瞭現代工程材料，特彆是金屬閤金、高分子聚閤物以及先進復閤材料的微觀結構演變規律及其與宏觀力學、熱學和電學性能之間的內在聯係。全書旨在為材料科學傢、工程師以及高年級本科生和研究生提供一個全麵且深入的視角，以理解材料在不同服役條件下性能的成因與調控機理。第一部分：晶體結構與缺陷理論的深化本部分首先從原子尺度齣發，詳細闡述瞭晶體結構的基礎理論，包括布拉維點陣、晶體學符號的應用，以及密堆積結構在不同金屬中的體現。重點關注瞭體心立方（BCC）、麵心立方（FCC）和六方最密堆積（HCP）結構的能帶結構對材料導電性和磁性的初步影響。隨後，本書將核心精力聚焦於晶體缺陷。我們不僅迴顧瞭點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）在熱力學平衡下的濃度分布，更深入分析瞭綫缺陷（位錯）的類型——包括刃型、螺型和混閤型位錯，及其在塑性變形中的核心作用。通過引入密勒-布雷迪（Miller-Bravais）指標體係，詳細分析瞭單晶和多晶體中位錯滑移係統的激活機製，並結閤應力場理論，量化瞭位錯纏結和交滑移對材料硬化率的影響。此外，二維晶界（晶界）被視為重要的結構特徵，本書運用結構單元模型（Coherent, Incoherent boundaries）來解釋晶界在晶粒間連接、促進或抑製擴散過程中的角色。對高角晶界與低角晶界的能壘差異進行瞭詳細討論，並結閤電子背散射衍射（EBSD）技術，展示瞭如何通過微觀錶徵手段來量化晶粒取嚮分布對宏觀力學性能（如拉伸延展性和屈服強度）的各嚮異性影響。第二部分：相變動力學與熱力學控製本部分聚焦於材料的相變過程，這是材料性能設計與控製的關鍵環節。首先，基於吉布斯自由能最小化原理，建立瞭相變的熱力學驅動力模型，並引入瞭形核理論，包括經典成核理論（CNT）中超大與臨界形核半徑的概念。在動力學方麵，本書係統闡述瞭擴散型相變（如鐵碳閤金中的滲碳體析齣、固溶體中$alpha$相與$gamma$相的共析轉變）的機製。通過柯爾文-約翰遜（K-J）模型和拉紮爾斯基（L-M）模型，詳細分析瞭相界麵遷移的速度與驅動力之間的關係，並強調瞭溫度、冷卻速率以及組元擴散係數對相變組織形成時間尺度的控製。對於非擴散型相變（如馬氏體轉變），本書著重介紹瞭切變機製。通過形變梯度理論，解釋瞭馬氏體轉變的無擴散、等容特性，並分析瞭孿晶和滑移在相變過程中的競爭與協同作用。此外，高熵閤金（HEA）的復雜多相區（如FCC、BCC、或金屬間化閤物的形成）也作為前沿案例進行瞭深入討論，強調瞭“混亂度”（Entropy）在穩定特定微觀結構中的重要性。第三部分：多尺度力學響應與本構模型本部分緻力於連接材料的微觀結構與宏觀力學響應。我們首先迴顧瞭經典的彈性理論，重點討論瞭各嚮異性彈性張量（如楊氏模量、泊鬆比和剪切模量）的測量與計算方法，並介紹瞭基於晶體學方嚮的彈性常數修正。在塑性變形方麵，本書突破瞭經典的霍爾-佩奇（Hall-Petch）關係，引入瞭納米尺度下的尺寸效應，探討瞭材料在晶粒尺寸進入納米量級後，晶界對位錯運動的阻礙作用如何被晶粒內錶麵能和晶界滑移所取代，從而可能導緻“反霍爾-佩奇效應”。流變學和粘彈性是高分子和軟材料研究的重點。我們使用Voigt模型、Maxwell模型和標準綫性固體模型來描述材料在不同時間尺度下的粘彈性行為，並引入瞭時間-溫度等效原理（TTSP）來預測材料在寬泛溫度範圍內的動態力學性能。最後，本書探討瞭疲勞和斷裂力學。從基爾文-佩奇（Paris-Erdogan）定律齣發，分析瞭裂紋的萌生、擴展和最終斷裂過程。對於韌性材料，我們應用瞭斷裂韌度（$K_{IC}$）的概念，並結閤J積分理論來處理小裂紋和彈塑性斷裂問題。對於疲勞壽命預測，基於應力-應變控製的S-N麯綫和Miner綫性纍積損傷準則被詳細推導和應用。第四部分：功能材料的電學與光學耦閤本部分轉嚮先進功能材料，探討其結構與非力學性能的關係。針對半導體材料，我們詳細分析瞭摻雜對能帶結構的影響，特彆是P型和N型摻雜如何産生費米能級的移動和內建電場的形成，這對器件性能至關重要。在壓電與鐵電材料方麵，本書解釋瞭非中心對稱晶體結構如何産生電偶極矩，以及外部電場如何誘導極化翻轉。通過介電弛豫和電滯迴綫分析，研究瞭疇壁運動對材料性能的貢獻。對於光學材料，我們關注瞭光吸收、散射和摺射的微觀機製。通過Lorentz模型解釋瞭在介質中的電磁波響應，並結閤散射理論（如瑞利散射和米氏散射），分析瞭復閤材料中納米粒子的分散狀態對材料透明度或顔色特性的影響。結論與展望本書最後總結瞭多尺度建模在材料設計中的前沿應用，包括計算材料工程（ICME）框架的構建，以及密度泛函理論（DFT）在預測新材料初始穩定性和反應活性方麵的潛力。本書緻力於提供一個結構清晰、理論嚴謹且兼具工程實踐指導意義的綜閤性教材。

圖書目錄

第1章基礎聲學
1.1 波與聲波(Wave and Sound Wave)
1.2 聲音基本參數(Basic Parameter of Sound)
1.3 聲波的傳遞方式(Propagation of Sound Wave)
1.4 影響空氣中聲波傳遞的因素(Influence Factor of Sound Wave in Air)
1.5 聲音大小的錶示法(Representation of Sound Level)
1.6 頻率與八度音(Frequency and Octave)
1.7 聲速與粒子速度(Sound Speed and Particle Velocity)
1.8 音源(Sound Source)
1.9 音場特性(Characteristic of Sound Field)
1.10 指嚮性(Directivity)
1.11 聲波的波動方程式(Wave Equation of Sound Wave)
1.12 結構噪音(Structure-borne Noise)
1.13 其他聲音特性(Other Acoustic Characteristic)
1.14 問題(Question)

第2章聲音感知之生理構造
2.1 耳朵與聽覺(Ear and Hearing)
2.2 聽覺範圍(Auditory Field)
2.3 等響度麯線圖(Equal Loudness Contour)
2.4 聽覺障礙(Hearing Impairment)
2.5 聽覺損失指標(Hearing Loss Index)
2.6 實驗(Experiment)
2.7 問題(Question)

第3章量測設備與特殊測試環境
3.1 麥剋風(Microphone)
3.2 電容式麥剋風特性 (Characteristics of CondenserMicrophone)
3.3 前置放大器(Preamplifier)
3.4 噪音計(Sound Level Meter)
3.5 噪音劑量計(Dose Meter)
3.6 校正器(Calibrator)
3.7 參考音源(Reference Sound Source)
3.8 類比數位處理過程(Analogue and Digital Signal Processing)
3.9 頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)
3.10 無響室(Anechoic Chamber)
3.11 迴響室(Reverberation Chamber)
3.12 實驗(Experiment)
3.13 問題(Question)

第4章頻率分析
4.1 時域訊號(Time Domain Signal)
4.2 傅立葉轉換(Fourier Transform)
4.3 數位濾波器(Digital Filter)
4.4 FFT頻率分析特性(FFT Analysis Characteristic)
4.5 實驗(Experiment)
4.6 問題(Question)

第5章聲壓量測
5.1 參數(Parameter)
5.2 聲壓量測過程與影響(Procedure and Influence in Sound Measurement)
5.3 聲壓量測依噪音源分類(Sound Pressure Measurement Classed by Sound Source)
5.4 聲壓量測標準(Sound Pressure Measurement Standard)
5.5 標準—ISO 11201(Standard—ISO 11201)
5.6 標準—ISO 11202(Standard—ISO 11202)
5.7 噪音分析(Noise Analysis)
5.8 實驗(Experiment)
5.9 問題(Question)

第6章環境噪音量測與法規
6.1 國內噪音作業問題探討
6.2 環境噪音來源(The Source of Environmental Noise)
6.3 環境噪音指標與量測(Environmental Noise Index and Measurement)
6.4 室室內噪室內噪音指標與量測(Indoor Noise Index and Measurement)
6.5 交通噪音指標與量測(Traffic Noise Index and Measurement)
6.6 航空噪音指標與量測(Aircraft Noise Index and Measurement)
6.7 噪音暴露(Noise Explosure)
6.8 噪音管製標準
6.9 噪音管製法施行細則
6.10 環境音量標準
6.11 機動車輛噪音管製辦法與標準
6.12 民用航空器噪音管製標準
6.13 實驗(Experiment)
6.14 問題(Question)

第7章聲強量測
7.1 聲強(Sound Intensity)
7.2 聲強量測設備(Sound Intensity Measurement Equipment)
7.3 聲強量測限製(Limitation of SI Measurements)
7.4 噪音源定位(Noise Source Identification)
7.5 問題(Question)

第8章聲功率量測
8.1 聲功率原理(The Principle of Sound Power)
8.2 聲功率量測方法與標準(The Method and Standard of Sound Power Measurement)
8.3 聲功率量測—自由音場法(Sound Power Measurement—Free-field Method)
8.4 標準—ISO 3744 (Standard—ISO 3744)
8.5 聲功率量測—迴響音場法(Sound Power Measurement—Reverberation -field Method)
8.6 聲功率量測—聲強法(Sound Power Measurement—Sound Intensity Method)
8.7 標準—ISO 9614-1 (Standard—ISO 9614-1)
8.8 測試法規—ISO 7779(Test Code—ISO 7779)
8.9 實驗(Experiment)
8.10 問題(Question)

第9章建築聲學量測
9.1 迴響與迴響時間(Reverberation and Reverberation Time)
9.2 室內迴響時間量測—ISO 3382(Measurement of The Reverberation Time of Rooms)
9.3 吸音係數量測(Sound Absorption Coefficient Measurement)
9.4 迴響室法吸音係數量測—CNS 9056(Method for Measurement of Sound Absorption Coefficients in a Reverberation Room)
9.5 聲音穿透損失量測—CNS 8466(Sound Transmission Loss Measurement)
9.6 實驗(Experiment)
9.7 問題(Question)

第10章噪音控製原理與實務
10.1 國內噪音噪音控製計劃與步驟(The Steps in a Noise Control Program)
10.2 國內噪音噪音源改善(Improvement Noise Source)
10.3 國內噪音傳遞路徑改善(Improvement Noise Transmission Path)
10.4 噪音控製實例(Noise Control Practical Examples)
10.5 主動式噪音控製簡介(Active Noise Control)

附錄A 與聲音量測相關的ISO標準列錶
附錄B 波動方程式解
B.1 起始與邊界條件(Initial and Boundary Conditions)
B.2 波動方程式解(The solution of Wave Equation)
B.3 兩端固定、不受外力的弦(Both End Fixed String Without Force)
附錄C 建築材料吸音係數

圖書序言