波陣面與聲線
聲波從聲源出發(fā)，在同一介質中按一定方向傳播。聲波在同一時刻所到達的各點的包絡面稱為波陣面。
波陣面為同心球面的波稱為球面波。它是由點聲源所發(fā)出的。當聲源的尺度比它所輻射的聲波波長小得多時，可以看成是點聲源。
波陣面為同軸柱面的波，稱為柱面波。它是由線聲源發(fā)出的。如果把許多靠的很近的單個點聲源沿一直線排列，就形成了線聲源。
波陣面為與傳播方向垂直的平行平面的波稱為平面波。它是由面聲源發(fā)出的。在靠近一個大的振動表面處，聲波接近于平面波。如果把許多距離很近的聲源放置在一平面上，也類似于平面波聲源。
聲波的反射、折射、擴散、衍射、擴散、吸收和透射
聲波的反射 ：聲波在傳播過程中遇到介質密度變化時，會有聲音的反射。房間界面對在室內空氣中傳播的聲波反射情況取決于其表面的性質。
平面的反射
下圖表示大而平的光滑表面對聲音反射的情況，反射的聲波都呈球狀分布，它們的曲率中心是聲源的“像”，即與平方反比定律一致。因此，反射聲強度取決于它們與“像”的距離以及反射表面對聲音的吸收程度。
光滑平面對聲波的反射
反射的定律：1）入射線、反射線法線在同一側。
2）入射線和反射線分別在法線兩側。
3）入射角等于反射角。
曲面的反射
彎曲表面對聲音的反射仍然用聲線表示聲波的傳播方向，下圖表示由平面反射的聲線是來自“像”聲源的射線，呈輻射狀分布，入射線、反射線和反射面的法線在同一平面內，入射線和反射線分別在法線的兩側，入射角等于反射角。投射到凸曲面上的聲線都分別被反射，反射波的波陣面并不是圓的一部分，而是必須由畫總長度相等的各條聲線求得。
聲波遇到平面和凸曲面反射的比較
下圖分別表示對由平面、凸曲面及凹曲面形成的反射聲線及波陣面的比較。從聲源到反射面的距離都相等，所分析的入射聲波立體角相同，所畫的波陣面的時間間隔也相同?？梢钥闯觯瑏碜酝骨娴牟嚸姹葋碜云矫娴牟嚸娲蟮枚?，而來自凹曲面的波陣面則小得多，并且縮小了。因此，與平的反射面相比，凸曲面反射聲強度較弱，凹曲面反射聲的強度較強。
聲波的折射：
聲波在傳播過程中，遇到不同介質的分界面時，除了反射外，還會發(fā)生折射，從而改變聲波的傳播方向。即使在空氣中傳播，隨著離地面高度不同而存在的氣溫變化，也會改變聲波的傳播方向。白天近地面的氣溫較高，聲速較大，聲速隨離地面高度的增加而增加減小導致聲音傳播方向向上彎曲；夜晚地面溫度較低，聲速隨離地面高度的增加而增加，聲波的傳播方向向下彎曲，這也是在夜晚聲波傳播地比較遠的原因。
此外，空氣中各處風速的不同也會改變聲波的傳播方向，聲速順風傳播時聲線方向向下彎曲；逆風傳播時方向向上彎曲，并產生聲影區(qū)。
在實際情況下，很難嚴格區(qū)分溫度與風的影響，因為它們往往同時存在，且二者的組合情況千變萬化，還會受到其他因素的影響。
在設計工業(yè)廠房時，如果已經知道這種廠房有明顯的干擾噪聲，并且廠址又選在居住區(qū)附近，就需要考慮常年主導風向對聲傳播的影響；在做新的城市郊區(qū)和城鎮(zhèn)規(guī)劃時，更應強調這方面的要求。建造露天劇場時，可以利用在白天因溫度差導致的聲波傳播方向向上彎曲的特點，以便加強后部座位所接受的來自舞臺的聲音；采用成排的臺階式坐席，是臺階的升起坡度與聲波向上折射的角度大致吻合，就可以達到這樣的效果。
聲波的衍射：
當聲波的傳播過程中遇到障壁或建筑部件（如墻角、梁、柱等）時，如果障壁或部件的尺度比聲波波長大，則其背后將出現“聲影”，然而也會出現聲音繞過障壁邊緣進入“聲影”的現象，這就是聲衍射。或者說衍射是聲波繞過障壁彎曲的能力。聲波進入聲影區(qū)的程度與波長和壁障的相對尺度有關。
聲波的衍射
下圖表示不同寬度的反射板反射的聲波及邊緣引起的衍射波，在這兩種情況下聲波的頻率相同，因反射板的寬度不同，從反射波中分離的衍射波能量也不同。所以，對于一既定頻率的聲音，小尺度反射板的反射能力較小，當在大廳里使用反射板加強聲音時，必須考慮它們有適當的尺度。
聲波遇到不同尺寸障板產生的反射和衍射
下圖表示同樣尺度的反射板對低頻和高頻聲波反射情況的比較，可以看出對低頻聲波的衍射作用較大，因此反射波的強度就比較小。由此可見，一個有限尺度的反射板對語言、音樂等復合頻率聲音的反射情況不同，對其中包含的高頻聲反射比較有效，或者說對高頻聲有定向特性。因為語言的清晰在很大程度上取決于對中、高頻聲音的聽聞，如果反射板的尺度相當于中頻聲音波長的5倍，就能有效的加強語言聲。例如，打算用作對500Hz頻率聲音的反射板，板的尺度至少應有3*3m。
相同尺寸的反射板對不同頻率聲波的反射
下圖表示聲波繞過障壁頂部的情況。衍射波的曲率是以障壁邊緣為中心，進入“聲影區(qū)”愈深，聲音就愈弱，設計有效的聲屏障是改善人居聲環(huán)境的主要措施之一。建筑空間里的一些構件及變化尺度（例如柱、梁、低的隔斷以及眺臺等）與聲波的波長具有相同的數量級，在音質設計中不可忽視“聲影”的影響。
聲波自障壁頂部的衍射
聲波的擴散反射：
聲波在傳播過程中，如果遇到表面有凸凹變化的反射面，就會被分解成許多小的比較弱的反射聲波，這種現象稱為擴散反射。
擴散反射類似于粗糙的粉刷墻面或磨砂玻璃表面對光的反射。導致聲波擴散的表面必須很不規(guī)則，其不規(guī)則的尺度與聲波波長相當。
下圖分析了一個表面具有約0.3m凸凹變化的表面對不同頻率聲音的反射情況。對于頻率為100Hz的聲音，該表面將導致定向反射，因為聲波的波長比表面的不規(guī)則尺度大得多，換句話說，對于100Hz的聲音，這種表面仍然如同光滑的表面。對于1000Hz的聲音，則導致了擴散反射。對于頻率為500Hz的聲音，這種表面將導致部分擴散反射和部分定向反射。對于10000Hz頻率的聲音，其波長接近于34mm，表面的各個局部的不規(guī)則尺度，已經大到足以起定向反射的作用，聲音被這些局部表面定向反射，但從整個表面而言，提供的是不規(guī)則反射。在室內音質設計中，擴散反射是考慮的重要因素之一。
對頻率為100Hz聲音的定向反射[聲音的波長（3.4m）遠遠大于表面的不規(guī)則性]
對頻率為1kHz聲音的擴散反射[聲音的波長（0.34m）與表面不規(guī)則的尺度相當]
（c）對頻率為10kHz聲音的定向反射[聲音的波長（34mm）遠遠小于表面不規(guī)則的尺度，這是由各表面產生的定向反射]
聲波的吸收：
聲波在空氣中傳播時，由于振動的空氣質點之間摩擦使一小部分聲能轉化為熱能，常稱為空氣對聲能的吸收。這種能力損失隨聲波的頻率而不同，當研究聲音隨距離的增加而衰減時，如果聲音傳播的距離較遠，就必須考慮這種附加損失。在分析室內聲學現象時，空氣對在室內來回反射的聲波（尤其是高頻聲）的吸收也不可忽略。
聲波透射到建筑材料或部件引起的聲吸收，取決于材料及表面的狀況、構造等。材料的吸聲效率是用它對某一頻率的吸聲系數衡量。材料的吸聲系數是指被吸收的聲能（或沒有被表面反射的部分）與入射聲能之比，用
材料的吸聲量等于按平方米計算的表面面積乘以吸聲系數。例如作吸聲處理所使用的材料面積
聲波的透射：
聲波入射到建筑材料或建筑部件時，除了被反射、吸收的聲能外，還有一部分聲能透過建筑部件傳到另一側空間去，如下圖所示。
建筑材料對聲波的反射、吸收和透射
入射聲能經部件透射的部分用透射系數
建筑材料或部件的面密度（即單位面積重量）是影響反射、吸收和透射最重要的因素。厚重部件都是較好的反射面，可比輕質部件提供更多的反射，所以透射的聲能也較少；因此厚重部件的
不同面密度部件對聲音的反射、透射和吸收
如果我們考慮某一圍蔽空間界面對聲音的反射、吸收和透射情況，由于吸收和透射都是該圍蔽空間里失去的聲能，在這種情況下，吸聲系數是不被界面反射的聲能與入射聲能的比值，即此時的吸聲系數
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