聲學小常識-吸音(Absorption)

先前有提到，聲音是一種能量的傳遞，且以波的形式進行，而當聲波撞擊到物體的時候會產生什麼現象呢？其實有三種狀況，也就是「穿透」、「反射」及「吸收」。本篇先介紹「吸收」的現象。

所謂的吸收，就是聲音的能量在撞擊物體時被轉換成另一種形式，大部分情況下是被轉換為熱能。聰明的看倌應該已經聯想到了，那是不是不同的物體會有不同的吸音能力呢？答案是肯定的，而且有一個最常用來評估物體吸音能力的指標-吸音係數，以聲音的頻率來區分，當一道300Hz的聲音撞擊到物體時，被吸收掉了70％的能量，則我們可稱此物體對300Hz的音波的吸音係數為0.7。

市面上處理吸音的材料有四種類型，分別為：滲透式吸音(Porous)、嵌板吸音(Membrane)、荷姆茲共鳴器(Helmholtz Resonators)以及寬頻吸音(Boadband)。簡介如下：

• 滲透式吸音
  最常見的吸音材類型，顧名思義就是聲音滲進材料裡就被吸收了，如傳統的軟質地毯、玻璃棉、吸音磚都屬於這種型式，原理是這些材質內部都有許多不規則的小空隙，聲音一進入之後就容易在這些空隙中不斷反射後被吸收，尤其是高頻音，因其波長較短，反射次數高，所以能量消耗快，所以這種類型的吸音材料主要能處理的也是高頻音的部份。
• 嵌板吸音
  較常運用於音響室的低音陷阱(Bass Traps)，吸音原理與滲透式不同，是以共鳴的方式吸音，透過控制嵌板的共鳴點把相同頻率的聲音吸收。
• 荷姆茲共鳴器同樣是利用共鳴，但與嵌板相反的是此吸音方式是透過相反相位的共鳴來抵銷聲音，荷姆茲共鳴器的構造就像許多水位不同的瓶子一樣，瓶中的空氣層因為水位的關係而有不同的共鳴點，當符合該瓶子共鳴點的聲音撞擊該瓶子時，瓶內的空氣便開始產生共鳴而傳出不同相位的聲音，而這一進一出的聲音接觸之後，便產生的抵銷的效果。
• 寬頻吸音
  原理與滲透式接近，也是透過不斷讓反射以吸收聲音能量，結構是由許多的平行配置的多孔懸吊垂板所組成，讓聲音撞擊垂板後經過繞射再撞擊另一塊垂板藉此消耗能量。講到這裡，寬頻吸音好像沒什麼好處，但實際上，寬頻吸音是可以透過調整垂板間距、垂板大小、垂板材質...等來調整欲吸收的聲音頻率，應用上彈性較高。