相干條件相位差是多少

大家有沒有注意到當錐形揚聲器不裝箱，接通訊號時，喇叭發出的聲音很怪（高頻很多，幾乎沒什麼低頻），這是為什麼呢？這是因為揚聲器發生了聲短路現象。但是此現象不會發生在後腔密閉的中高音揚聲器上，下面我們來對聲短路進行詳細的解析。

我們知道揚聲器單元向前或向後運動時聲波是反相的。當

聲波的頻率較低

時，聲波的傳播有很強的繞射能力，幾乎無方向性。因此揚聲器單元的後聲波可以繞射到振膜（紙盆）前面，而在揚聲器前方的某點聽到的聲音應是前聲波與後聲波的合成。

這兩聲波相位相反，則該點的合成聲壓減小，甚至為零而聽不到聲音，這時的現象類似於電路短路而導致用電器的電壓跌落的現象，稱之為聲短路。

聲短路的理論分析：

我們知道聲波是縱波。聲短路本質上是波的干涉現象，其中的一種情形：即波相位相反，疊加後，振幅減小。

波的干涉是建立在：“波的獨立性原理”和“波的疊加原理”。

（註釋：

“波的獨立性原理”：

若有幾列波同時在介質中傳播，則它們各自將以原有的振幅、頻率和波長獨立傳播；

“波的疊加原理”：

在幾列波相遇處，質元的位移等於各列波單獨傳播時在該處引起的位移的向量和。這種波動傳播過程中出現的各分振動獨立地參與疊加的事實。）

波的干涉：穩定的波的疊加圖樣是指在媒質中某些位置的振幅始終最大，另一些位置振幅始終最小，而其它位置振動的強弱介乎二者之間，保持不變，稱這種穩定的疊加圖樣為干涉現象。

相干條件：

1）兩聲波振動方向相同

2）兩聲波具有相同的頻率

3）具有恆定的相位差

兩波源的波振幅相近或相等時干涉現象明顯。

一定會聲短路嗎？

在滿足“波的獨立性原理”和“波的疊加原理”下，兩聲波相位相反，滿足相干條件，那麼這兩聲波就發生聲短路。

所以要避免聲短路，理論上可以從二個大方向著手：

方向一：使“波的獨立性原理”和“波的疊加原理”不成立。

當人們研究的波的強度越來越大時，發現波的疊加原理並不是普通成立的，只有當波的強度較小時（在數學上，這表示為波動方程是線性的），它才正確。對於強度甚大的波，它就失效了。例如，強烈的爆炸聲就有明顯的相互影響。

方向二：在滿足“波的獨立性原理”和“波的疊加原理”下，避免波的反相位干涉：

1）

使波不發生的干涉。

從如何使兩聲波不能具備相干條件，去著手。比較典型的音箱是封閉式音箱。把揚聲器單元紙盆的前、後分成兩個互相隔絕的空間。

2）

利用波的同相位干涉。

兩波的反相位干涉，結果振幅變小；但兩波的同相位干涉，結果卻使振幅變大。比較典型的音箱是倒相箱。在音箱內把揚聲器單元紙盆向後運動的聲波倒相後，使該聲波相位與紙盆向前運動的聲波相同。這樣，從倒相孔輻射聲波與原前面聲波進行同相位疊加，可提高音箱的效率，明顯改善低音效果。類似原理的還有空紙盆音箱，又稱無源輻射器音箱。