在一个空腔上开一小口,接上一段短管(见图),就组成了最简单的声学器件——亥姆霍兹共振器。如果短管中的空气柱
受到扰动,向腔内运动,腔内气体受到压缩,压强增加。空气柱
的向内运动受阻,转而向外运动,经过平衡位置后,由于惯性作用继续向外运动。这时腔内压强减小,使空气柱
停止向外,又向内运动,周而复始,形成振动。亥姆霍兹共振器的共振频率是:
式中是空腔的体积,
和
是短管的长度和直径,
是它的截面积。当周围空气中的声波频率和这个共振频率相同时发生共振,称为共鸣,产生较强的振动。亥姆霍兹共振器在声学上有三方面的应用:①由于管内摩擦,可吸收声能,降低噪声;②由于管口辐射,扩散入射波;③内部可储存能量,能延长房间的混响时间。这些作用在共振时比较强,单个的亥姆霍兹共振器频率范围太窄,通常是多个亥姆霍兹共振器组合使用。