l  在均勻的理想流體媒質中的小振幅聲波的波動方程是：

   ，其中：c——聲速，t——時間

由上述方程得出：①聲波的傳遞是三維立體，全空間傳遞的。

②聲波的傳遞受時間、媒質、溫度、聲壓、波長、頻率影響。

③具有各向同性的聲波傳遞，理論上可以定向描述，既可以二維平面，或是一維/單向描述。

l  如根據波面形狀（時間、媒質、波長因素）分析可定義平面聲波、球面聲波、柱面聲波。

平面聲波：當波陣面是垂直于傳播方向的一系列平面時的聲波。一般遠離聲源的聲波近似的看作為平面聲波。如：管道中的活塞往復運動時，在管內同一截面上各質點將同時受到壓縮或擴張，具有相同的振幅和相位，這就是平面聲波。如果管道始端的活塞以正(余)弦函數的規律往復運動，則稱為簡諧振動。

在均勻理想流體媒質中，小振幅平面聲波的波動方程為：

(均勻理想流質媒質中：無能量耗損)

如果觀察在某一確定時刻時聲波在空間沿各方向分布的情況，其波形如圖(a)所示。如果要觀察在空間定點位置處聲波隨時間的變化情況，其波形如圖(b)所示：

（如上例中的活塞偏離平衡位置的距離）

  ：聲速是聲音或者說是聲波振幅的傳播速度，也是聲能量的傳遞速度。

而聲阻抗中的指媒介質點的上下振動速度（）。(P10)

式中：稱為質點振動的速度振幅，單位：帕(斯卡)秒每米(Pa?s/m)。

球面聲波：在各向同性的均勻媒質中，從一個表面同步漲縮的點聲源發出的聲波，也就是在以聲源點為球心，以任何r值為半徑的球面上聲波的相位相同。

其波動方程為：(r為球半徑)

柱面聲波：波陣面是同軸圓柱面的聲波，其聲源一般可視為“線聲源”。簡單的柱面聲波聲場與坐標系的角度和軸向長度無關，僅與徑向半徑r相關。

對于遠場簡諧柱面聲波有：

  ，可見，隨徑向距離增加，聲壓振幅減少，且與距離平方根成反比。

上述介紹均為理想狀態，實際中可視情況近似點聲源、線聲源處理。

2.3.聲波的疊加

前面討論的各類聲波都是只包含單個頻率的簡諧聲波。而實際遇到的聲場，如談話聲、音樂聲、機器運轉聲等，不只含有一個頻率或只有一個聲源。這樣就涉及到聲的疊加原理，各聲源所激起的聲波可在同一媒質中獨立地傳播，在各個波的交疊區域，各質點的聲振動是各個波在該點激起的更復雜的復合振動。在處理聲波的反射問題時也會用到疊加原理。

   聲波的疊加屬于能量的疊加：即按照能量疊加原則進行聲波聲壓的疊加。

   聲波的能量主要包括了媒質的傳遞過程中的粒子動能與粒子間相對的勢能。

   當為瞬時聲壓時，由于方向矢量的忽略，可視為聲壓的直接相加，即：

有效聲壓的加合：

當非瞬時聲壓，需考慮振動方向等時，則必須考慮矢量加和，按照能量加和原則進行加和。（參見聲能密度：）

類同于：

能量加和：如聲能密度的加和，即從能量角度考慮，合成后總聲場的聲能密度：

其中：，（時的特例）

l  不相干聲波：

在一般的噪聲問題中，經常遇到的多個聲波．或者是頻率互不相同，或者是相互之間并不存在固定的相位差，或者是兩者兼有，也就是說，這些聲波是互不相干的。這樣對于空間某定點，不再是固定的常值，而是隨時間做無規變化，疊加后的合成聲場不會出現駐波現象。

2.4.聲波的反射、透射、折射和衍射

聲波在空間傳播時會遇到各種障礙物，或者遇到兩種媒質的界面。這時，依據障礙物的形狀和大小，會產生聲波的反射、透射、折射和衍射。聲波的這些特點與光波相近。

反射聲波：當聲波入射到兩種媒質的界面時，一部分會經界面反射回原來的媒質中，即為反射聲波(P17) 。另一部分會經界面進入另一種媒質中成為透射聲波。(P17)

以平面聲波為例: 入射聲波p_i垂直入射到媒質I和媒質Ⅱ的分界面，媒質I的特性阻抗為，媒質Ⅱ的特性阻抗為，分界面位于處。

所謂的分界面是相當薄的一層，因此在分界面兩邊的聲壓是連續相等的：

且因為兩種媒質在界面密切接觸，界面兩邊媒質質點的法向振動速度也應該連續相等，即：   

將在媒質I中沿正x方向傳播的入射平面聲波表示為：

其中

當入射到x=0處的分界面時，在媒質I中產生沿負x方向傳播的反射波，在媒質Ⅱ中產生沿正x方向傳播的透射聲波，分別表示為：

其中

在媒質I中的聲壓：

在媒質Ⅱ中的聲壓：

相應的質點振動速度:

在媒質I中的振動速度：

在媒質Ⅱ中的振動速度：

在x=0處, 質點聲壓和振動速度連續,則有:

     由邊界條件式可得下列衡量指標系數.

專業衡量指標為聲壓的反射系數和透射系數:

專業衡量指標為聲強的反射系數和透射系數:

驗證表明符合能量守恒定律。

l  斜入射聲波的聲學特性：

A.入射聲波、反射聲波、折射聲波滿足Snell定律：

　說明聲速和方向等時變化的關聯性。

B.邊界條件截面垂直方向的一致性。

C吸聲系數：入射聲波在界面上失去的聲能（含透射聲能）與入射聲能之比。

　　　　說明：斜入射會造成聲能損失，即吸聲系數與方向相關。

l  聲波的散射與衍射

   障礙物的表面粗糙時(主要存在表面起伏與聲波波長相當時)，或者障礙物的大小與聲波波長差不多時，入射聲波會向各個方向散射，此時，障礙物周圍的聲場是由入射聲波和散射聲波疊加而成。散射聲波的圖形主要受傳遞方向與障礙物形狀的影響。

   當入射聲波繞過障礙物傳導其背面形成聲波的傳遞，即稱為聲波的衍射。一般，聲波越長，這種現象越明顯。聲波波長較短時，或聲波頻率較高(聲速一定)時衍射現象較弱。