解析声学喇叭扩音原理

季劲翔 季劲东

摘 要：喇叭的发明和应用与声学之间存在着密不可分的关系，无论是在古代还是在现代，喇叭这种以声学知识为主要原理的扬声器都能够对人们正常的生产生活产生一定的影响。随着科学技术水平的不断提高，越来越多的扩音器以制作喇叭的声学原理为基础。本文以声学喇叭为主要研究对象，着重对声学喇叭的扩音原理进行研究和分析，旨在进一步提高我国扬声器的生产制作水平。

关键词：声学喇叭;扩音原理;喇叭材料

前言：人们对精神文化需求的重视使得越来越多的文化娱乐活动出现在，城市的发展过程中，无论是休闲娱乐场所的演出和宣传需要，还是大型晚会节目的舞台呈现效果，都需要依靠扩音器来达到目的。这也是扬声器在现代社会发展过程中越来越重要的原因。对声学喇叭这种扩音器的扩音原理进行分析，对提高扩音器的质量、达到更好的扩音效果具有重要的作用。

1.声学喇叭

1.1喇叭的发展概况

喇叭从本质上来说属于管乐器的一种，其主要的作用就是放大声音，从以往的木管材料到现阶段大多数应用的金属材料，不断变化发展的喇叭材质也对喇叭的功能多样化起到了推动的作用。在现代社会的发展过程中，电力资源的广泛应用也对喇叭的制作方法产生了一定的影响[1]。与吹奏用的管乐器喇叭不同，现阶段许多的喇叭大多是通过借助电子能量与磁场的互动来实现声音的呈现和变化的。作为扬声器的一种，喇叭在现代社会的发展过程中有着越来越广泛的应用。

1.2喇叭对于声音的聚集原理

喇叭能够放大声音效果的作用主要依据的就是声音的聚集原理，而在聚集声音的过程中，喇叭事实上并不能真正的放大声音，而是通过提高声音的响度来实现作用的。而为了能够更加有效、明显的发挥声音的聚集原理，喇叭大多是由一头窄、一头宽的空管来减少声音在聚集过程中产生的扩散效果[2]。这样不仅能够在同样的空间内将声音有效的聚集到一处，还能够降低其他位置的声音效果进而更好的体现喇叭的作用。而喇叭能够发出声音不仅仅因为有演奏者提供的气息，还主要依靠气息在进入空管内时产生的振幅较小的高压来实现对声音和曲调的调节控制。

1.3不同的材料对声音的汇聚原理

从物理学的角度来说，由于声音本身在传播的过程中会受到不同介质的影响而呈现出不同的传播速度，不同介质的不同材料对声音的传播和吸收效果也存在着一定的差别。再加上声音本身就是一种波动或震动的现象，不同介质在传播声音的过程中产生的声音质量和效果也存在一定的差别。这种现象就会使得喇叭在制作过程中会因不同的材料而显现出不同的声音汇聚效果。且由于不同的材料在声音传播的过程中产生的共振频率也有所区别，现阶段人们主要以应用金属材料制成的喇叭为主，这种喇叭能够在应用的过程中呈现出更好的声音效果。

2.声学喇叭扩音原理的具体分析

扬声器在现代社会的发展过程中有着重要的应用，不同材料和质量的扬声器在声音的呈现效果方面有着很大的区别，喇叭作为扬声器的一种，其在制作和应用过程中涉及到的声学原理对提高扬声器的制作水平具有重要的作用。在对声学喇叭的扩音原理进行分析时，主要可以从以下几个方面入手：

2.1喇叭的性质对声音传播产生的影响

大多数喇叭都是以锥形呈现的，在对声学喇叭的扩音原理进行分析时，首先可以通过建立锥形喇叭模型的方式来对喇叭在实际应用过程中受到的声音气流波动以及产生的气流效果进行分析。喇叭的历史发展过程已经充分证实了喇叭的性质对声音的呈现和传播效果产生的影响。喇叭在应用过程中主要是以空管与气流之间的振动和高压来实现扩音作用的，在经过大量的应用和实践之后，人们逐渐发现喇叭空管的长短以及喇叭口的宽窄程度会对喇叭的扩音效果产生较大的影响，越长的喇叭和越窄的喇叭口能够更好的发挥扩音功能。而与其他类型的乐器和扬声器的制作过程相比，声学喇叭的制作过程比较简单，要想在制作声学喇叭的过程中保证喇叭的扩音效果，可以直接从喇叭的长度和喇叭口的宽窄程度方面入手。因而在生产制作声学喇叭的过程中，首先可以通过锥形喇叭模型的建立以及具体参数的调整来实现对声学喇叭性能的不断优化。

2.2声学喇叭与电喇叭之间的差异

在现代社会的发展过程中，电力资源以及电子信息设备的应用在改变人们生活方式的同时，各种文化建设活动的开展也对喇叭的扩音效果提出了更高的要求。現阶段我国应用于各种大型的文化建设活动的喇叭以电喇叭为主，这种类型的喇叭主要是通过将电信号转换成声音来实现声音的传播和扩散功能。而声学喇叭在应用的过程中，则主要依据的是声音在喇叭管内壁因反复折射和衍射而聚集起来，进而实现对声音的音调、响度以及强度等性质的改变。而在这个过程中，由于声音在不同的反射和折射过程中的状态并不稳定，因而在对其进行设计和实验的过程中，往往会导致理论的声音变化频率与实际的声音变化频率存在一定的区别。基于声学喇叭与电喇叭的这种扩声原理差异，在对声学喇叭的扩音原理进行实验和分析时，为了尽量减少实验误差，就需要提高在进行声学喇叭扩音原理实验中各种仪器设备的精确程度，并对实验过程中产生的各项参数的变化进行及时的记录，这样才能够得到更加准确的实验结果。

2.3声学喇叭的扩音效果会受到不同环境的影响

由于声音本身在传播过程中就会受到不同介质的影响，在对声学喇叭的扩音效果进行研究和分析时，就要重点针对在不同环境下声学喇叭的扩音效果差异进行研究。声学喇叭从本质上来说就是喇叭这种管乐器的优化和升级，声学喇叭在实际的应用过程中会受到周围环境的声音响度、气候条件以及空间密闭性的影响。因而在对声学喇叭的扩音效果进行实验和分析的过程中，首先就要保证整个实验的过程处于安静、密闭的环境之内，且还要对喇叭以及扬声器之间的位置进行合理的调整，让声学喇叭能够在实验的过程中获得更加精确的实验效果。而在具体对声学喇叭的扩音效果进行实验时，主要需要对不同性质的声学喇叭的扩音效果以及不同材料的声学喇叭的扩音效果进行实验和分析。而在对具体的实验结果继续分析时，为了保证实验结果的准确性，可以应用差值法来对比实验的不同结果。

2.4声学喇叭的未来研发和制作方向

声音是物理学中非常重要的一种基础知识和原理，喇叭本身作为一种能够传播声音、扩大声音传播效果的乐器，逐渐被用于除演奏之外的人们的日常生活当中。声学喇叭主要应用的扩音原理是在喇叭应用原理上的调整和优化，通过对声学喇叭扩音原理的具体分析，不仅能够为现阶段我国生产和制作扬声器提供一定的借鉴经验，还能够从声音传播的本质出发来对扬声器的功能和制作原理进行改善和调整。而由于声学喇叭的扩音效果会受到喇叭长短以及张角大小的影响，在对声学喇叭以及扬声器进行进一步的设计和研发制作过程中，为了能够更好的达到扩音效果，就需要对喇叭的长短以及张角的大小进行合理的调整，让其能够满足不同应用领域对喇叭和扬声器扩音功能的需求。

结论：综上所述，声学原理的有效运用会对喇叭的扩音效果产生重要的影响。现阶段，伴随着城市和社会的和谐稳定发展，喇叭作为一种能够传递声音效果的扩音器，对满足城市文化建设的需要和丰富人们的精神生活需求具有重要的作用。对声学喇叭扩音原理的具体研究，不仅能够为我国更高质量的喇叭制作提供一定的借鉴和创新思路，还能够在一定程度上促进我国物理学研究事业的发展。

参考文献：

[1]曹熔，李宁，毕达.声学喇叭扩音原理的研究[J].科学技术创新，2020（26）：47-49.

[2]张健强.矿用扩音设备结构声学设计方法[J].煤炭技术，2020，39（03）：186-188.