发布日期：2026-06-15 14:21 点击次数：55
编者按：噪声神马影视午液，是好多东谈主生计中最熟练、也最容易被漠视的“苦恼”。
装修声、车流声、施工声、机器运转声……这些声息不仅让东谈主心烦，弥远闪现在高强度噪声中，还可能影响听力、就寝、心扉和体魄健康。
那么，噪声究竟从那里来？为什么有些声息会让东谈主感到不适？科学家又是如何通过材料、结构和工程贪图，让高铁、城市和生计环境变得更平安的？
今天，让咱们随着中国科学院声学商酌所商酌员隋富生，从声学角度了解噪声尽头杀青技艺。
隋富生·中国科学院声学商酌所商酌员
环球好，我是隋富生，来自中国科学院声学商酌所，是以今天跟环球共享的一定是声学方面的常识。施行上，声学在大国重器里有好多应用，譬如说咱们声学所参与的“激越者”号下潜到海洋深处1万多米。在大洋深处，无线电波、电磁波、红外线、激光十足王人衰减得特殊快，只可靠水声信号来传递信息、进行通信。
但是今天很特别，我要把话题聚焦在噪声上。为什么呢？因为噪声是环球现在特别心境的事情。咱们频繁讲有四大公害，即水耻辱、大气耻辱、固体毁掉物0还有噪声耻辱。在这四大公害里，现时在城市区域鸿沟内，噪声的投诉现在居于首位。这阐扬咱们王人能感受到噪声对咱们的影响，它其实无处不在，往往刻刻王人有可能发生。
我记起是在2021年1月份，由虎扑、知乎跟微博三个网站麇集举办了一个票选东谈主生十大苦恼事的举止。你们猜猜哪一个位居榜首？我记起有801万网民投票，列于东谈主生十大苦恼事之首的是噪声侵扰或者说噪声扰民心候，它比责任不景色、收入少、入托难、上学难，致使找对象难等带来的苦恼更严重。是以说，噪声值得咱们心境，也值得咱们好好去商酌。
那么说到噪声，噪声自己是一种声学气候。而声学商酌的是声息的物理属性。从物理学家的角度来看，声息是一种波动气候，而且是一种弹性波。声息只可在介质里传播，在真空里是不行传播的。譬如说，我现在讲话环球能听到，等于声息从我这里沿着空气传播到环球那儿。刚才我举的“激越者”号水下的例子，那是声息在水中传播，水亦然一种弹性介质。
那么声息可不不错在固体里面传播呢？固然不错。举个通俗例子，假如你住的是楼房，如若某一家装修，哪怕这楼房有二十多层、三十多层，即便你住在最高层，也能听到一楼冲击钻的声息，这等于声息沿着固体传播。是以说，声息是一种波，这种波一定得在介质里传播，像液体、气体、固体这些介质王人是不错传播声息的。
左：天籁之音 中：和解乐音 右：噪声
那究竟什么是噪声呢？这就需要咱们对声息作念个约莫的分类：比如有当然的声息，咱们称之为天籁之音。像电闪雷鸣，鸡鸣犬吠。尤其鸟类是期骗声息的妙手，果然每种鸟王人会发出私有动听的声息。还有好多的声息是东谈主造的，譬如说乐器的乐音，像小提琴的声息、琵琶的声息，这些王人是咱们听到的东谈主造的好听的声息。还有一种声息，大要你就不那么心爱了，咱们称之为噪声。
噪声从何而来
那么，咱们怎么去永诀噪声呢？或者说区别的圭臬是什么呢？
其实这个也很通俗，咱们我方从心理上和生理上就能作念出很好的判断。譬如说，任何一种声息，惟有强度特等一定进度，你就会不由自主地捂上耳朵并远离它。也等于说，当一个声息的强度超出你的耳朵所能承受的进度时，它等于一种噪声，是一种不好听的声息。还有一种声息，是你心理上嗅觉不舒心，致使会让你嗅觉到恶心。我举个最通俗的例子，假如你在睡觉，一个蚊子在你耳边嗡嗡嗡地叫，我猜思你就会难以隐忍。
不外，未必候对噪声的界说，等于咱们认为不需要的声息，这是一种主不雅上的判断。我再举个例子，乐音是很精巧的，当你思休息的时候，有东谈主在你身边弹钢琴，哪怕弹得再精巧，你也会认为影响到休息了，这个时候乐声等于噪声。是以说，噪声咱们不错主张成不需要的声息，这完全是出自于咱们主不雅上对它的感受所发出的判断。
固然了，从客不雅上噪声也有一些判断的圭臬。一般来讲，咱们分析听到的好听的声息，它的时频图频繁是这样的，我给环球看一下。刚才环球听到的是一段特殊精巧的曲子，底下这个图等于它的时频图。那什么叫时频图？其实等于沿着时辰的瑕瑜，然后按照频率的散布，对声息进行一个领悟所呈现出来的图像。
底下请你再听一段另外的声息。我依然把这种噪声调低了，假如是在工场里听到这种金属切割的噪声会特殊特殊逆耳。从时频图里环球也能看到，上边音乐声息的时频图远离均匀、频率鸿沟丰富；但下边噪声的时频图则是零七八碎的，从频率身分来看也相比狼藉词语。是以说，好听的声息和不好听的声息不但咱们耳朵能听到，其实眼睛也能看到它的频率的变化。
当你万古辰闪现在特等90分贝的强噪声中，会变成不可逆转的听力亏欠。但其实噪声对东谈主的危害毫不仅限于听力亏欠，它对咱们的神经系统、轮回系统、消化系统、内分泌系统王人有全面而深刻的影响。环球可能王人会有这样的感受，未必听到不好的噪声，会心慌、痛楚、恶心，时辰一长还会食欲悔悟。
在欧盟发布的2022年环境噪声报告里，统计了更准确、更邃密的数据：在欧盟有650万东谈主因噪声失眠，每年有12000东谈主因噪声过早物化，还有每年有12500名7岁到17岁的少年儿童因飞机噪声、公路噪声、建筑施工噪声等引起学习装璜。
既然噪声给东谈主带来这样多的伤害与侵扰，那么问题就来了：噪声是怎么来的呢？这是一个很当然的问题。
其实，噪声与东谈主类文静的发展是不可分割的。今天咱们领有了这样多竖立和机器，它们不错上天、入地、高速航行，在给咱们提供能源、带来便利的同期，也产生了一个咱们不肯意要的东西——噪声。机器功率越大，噪声越强。总之，噪声是咱们工业文静的副产物。是以在现在时间，如果咱们思要一个宁静的环境，思要再去体会虫鸣鸟叫、鸡鸣犬吠，可能就必须要到一个远离城市喧嚣的地点，去享受当然环境的声息。
那咱们能否杀青工业文静带来的副产物呢？噪声杀青这个话题也就应时而生，这亦然咱们声学所，特别是我所在的课题组弥远作念的责任。而且咱们越来越发现，噪声杀青是一个特殊垂危的限度。因为好多工业产物到终末竞争时，声学办法成了测度其是不是能脱颖而出的垂危圭臬之一。
速率与宁静的均衡艺术
比如拿咱们往常出行离不开的高铁来说。这些年，咱们一直为高铁降噪作念技艺研发和应用。
舱室噪声是影响高铁乘坐适意性的垂危办法。那么商酌高铁的噪声该从哪个地点脱手呢？领先要从噪声的测试开动。
记起2009年，乳揉みま痴汉电车中文字幕武广线（现在京广线的一部分，其时先洞开了南段）洞开的时候，咱们提示学生，跟好多厂家还有中国铁谈科学商酌院沿途，在列车上进行了噪声方面的测试。那时高铁刚建成，噪声其实蛮大的。其时咱们在车上打法了好多传感器，在车头、车尾以及车厢里面等不同位置王人有打法。传感器的高度有的跟东谈主耳朵的高度捏平，还有的跟东谈主坐着的高度相通。
那么通过这些传感器所获取的声息，咱们就能知谈舱室里面噪声是如何散布的，即噪声在两个车厢的通顺处大照旧在车厢的中间大。环球凭直观可能就会嗅觉到，其实两个车厢的通顺处声息会更大，而车厢的中部声息会小一些，毕竟好多声息是从车厢双方传来的。这是为什么呢？因为车厢双方底下有转向架和轮轨呀。
还有少许，咱们会在车内进行声品性测试。什么是声品性呢？等于在一个声学环境里，咱们不光要推敲噪声的强度会不会特等咱们所能承受的阈值，还要推敲东谈主们进行话语相易是不是清楚，有莫得混响，会不会让东谈主感到不适意，这些心理声学因素王人会影响声环境的品性。是以这方面的测试咱们也要作念。你看，咱们致使还确立了一个东谈主领班，通过它来模拟咱们对声环境的感受。
接着，咱们还会在声源位置进行测试。看左边那张像片，高铁插足运行库后，轨谈是架起来的，有一定高度。当咱们安放传感器时，东谈主致使王人莫得高铁轮子高。右边那张像片是我，我爬到高铁上头，在受电弓那放手传感器，阿谁地点运行的时候有特殊高的电压，是以我只但是在它停驻来时去打法传感器，然后让高铁带着这些传感器高速运行。
那么，在咱们通过测试之后，找到了高铁几个最为垂危的噪声源位置。譬如说图中亮点位置，底下是轮轨所在的地点，而轮轨恰克己在两个车厢的通顺处隔邻。上头则是受电弓的位置，受电弓看起来就像是拉着一根“辫子”，你不错把它主张成一根钢管。
为什么这根钢管会产生噪声呢？我讲一个最通俗的例子：假如你拿着一根小木棍，就像淳厚上课用的教鞭，在空中快速挥动一下，会听到“呜”的一声。不外，你挥动教鞭的速率还不算快，而高铁上的受电弓在以高速运行时，就会发出特殊特殊广泛的气动噪声。是以，这亦然咱们需要要点心境并效力贬责的问题。
现在看这张图，这是咱们高铁的一个断面图。从这里咱们能够分析出，有若干能量的声息是通过车窗玻璃传入的，有若干能量是从车体结构传入的，又有哪些噪声是从受电弓传入的，也等于图片上所讲的受流噪声。
关于通过车窗玻璃传入的噪声，咱们的表率是采选一些技艺技能来培植车窗玻璃的隔声效率。而关于从车厢插足的噪声，那咱们就要添加宽裕的吸声材料。总体来讲，咱们把噪声源插足高铁舱室的路线王人摸明晰后，就不错有办法地、有针对性地采选一些技艺措施了，这些措施会落脚在咱们研发的一些结构和材料上。
举个例子，譬如说咱们研发的用于动车组的功能一体化复合材料。环球知谈，咱们的高铁是全禁闭的，不像昔时的绿皮火车不错开窗。它禁闭起来后，冬天要送暖气，夏天要送寒气，靠空调来调换温度，是以在这种情况下，高铁壁板除了有铝型材以外，还要有保温材料，也要有吸声材料。而且为防备外界声息传入车厢里，还要具备隔声功能，未必候致使还需要阻尼材料。
是以咱们就思，能不行研发出一种材料，把保温、吸声、隔声，致使阻尼这些功能王人整合到沿途，调配出一个灵验的配比，既能裁减材料的厚度，收缩总体分量，又能达到“1+1大于2”的概括效率呢？这等于咱们研发用于动车组的功能一体化复合材料的初志和办法。
最终，通过普遍的实验，把不同材料进行组合、比对、配比、实验、分析、计较后，咱们得胜研制出了这样一款复合材料，况且它依然应用在高铁上，取得了相比好的效率。
还有高铁的车头体式，咱们现在时时会讲流线型、水点型、鸭嘴型等等，对这些体式进行优化，王人是为了更好地减抠门动阻力。而减抠门动阻力带来的克己等于能裁减气动噪声。在这个历程中，咱们也要经过普遍运算。来获取一个最优化的车头外形。
在车体的名义，咱们还采选一些性能很好的纳米材料，以此减小摩擦。像这样的措施还有好多，比如在受电弓方面，咱们会从受电弓的结构以及材料脱手，给它装上一些吸声性能更好的材料，这样就能让受电弓在高速运行的情况下，不会发出那么逆耳的声息了。
要而论之，咱们在高铁的减震降噪商酌历程中，研发了肖似上头所讲的一些结构、材料。是以，现在咱们再乘坐高铁时，会嗅觉声息依然相比舒心了，不像2009年时噪声那么大，这里面也有着咱们作念声学技艺研发东谈主员的一份小小的孝顺。
现在环球知谈高铁能跑350千米/时，其实，咱们依然跟中车集团在商酌时速400千米/时乃至400千米/时以上的高铁。现在的条目是提速但噪声不行增多，这就给咱们这些作念噪声杀青的东谈主员提议了更高的挑战。
讲到这里，我的共享也将近杀青了。随着时间跳跃、社会发展，咱们应用在噪声杀青方面的技艺会越来越多，所研发的结构和材料也会越来越丰富。但是不谋而合，环节的少许等于要减小噪声源。如果噪声源的强度裁减了，咱们期骗在噪声杀青方面的其他技能，举例隔声、吸声、消声等，所濒临的压力就会小好多。
噪声源的裁减，可能会收货于下一次工业立异带来的克己，咱们对此满怀期待。好比说，现在咱们依然徐徐用电动汽车来代替汽油车和柴油车了，开电动汽车的时候神马影视午液，声学效率相对来说会好一些。咱们还会禁止研发新的结构和材料，等于为了给环球营造更好的适意性体验，同期也能振作环保和安全方面的条目。