Причиной отражения звуковых волн от любой пространственной границы двух сред является неравенство (несогласованность) их волновых акустических сопротивлений. Если волновое акустическое сопротивление воздуха (ρс)_возд=ε_возд, а отражающей среды (ρс)_отр=ε_отр, то коэффициент отражения по звуковому давлению

Отражающая способность среды тем больше, чем ε_отр > ε_возд.

Для коэффициента отражения по интенсивности:

Сопротивления ε_возд и ε_отр в общем случае могут быть комплексными:

Абсолютное поглощение может быть только при:

Существуют два крайних случая в отсутствии реактивной составляющей:

1) ε_отр >>  ε_возд.

Отраженные звуковые волны, складываясь с падающими, образуют стоячие волны с пучностями и узлами.

Частицы воздуха, подойдя к стене, будут останавливаться и затем двигаться назад. Отраженная волна (по скорости колебаний) будет иметь противоположную фазу по отношению к падающей (сдвиг на p). У поверхности стены находится узел скорости колебаний.

Звуковое давление будет иметь пучность, так как падающая и отраженная волны складываются арифметически (сдвиг фаз равен нулю).

2) ε_отр << ε_возд.

Здесь все с точностью до наоборот. Коэффициент отражения зависит и от угла падения волн:

а) r_min при падении под углом 90⁰ – нормальный коэффициент отражения.

б) Когда волны падают под всевозможными углами (рассеянная волна), коэффициент отражения (и поглощения) называют диффузным.

Звукопоглощающие материалы применяются в основном в звукопоглощающих облицовках производственных помещений и технических устройств, требующих снижения уровня шумов (промышленные цехи, машинописные бюро, установки вентиляции и кондиционирования воздуха и др.), а также для создания оптимальных условий слышимости и улучшения акустических свойств помещений общественных зданий (зрительные залы, аудитории, радиостудии и пр.). Звукопоглощающая способность материалов обусловлена их пористой структурой и наличием большого числа открытых сообщающихся между собой пор, максимальный диаметр которых обычно не превышает 2 мм (общая пористость должна составлять не менее 75% по объёму). Большая удельная поверхность материалов, создаваемая стенками открытых пор, способствует активному преобразованию энергии звуковых колебаний в тепловую энергию вследствие потерь на трение. Эффективность звукопоглощающих материалов оценивается коэффициентом звукопоглощения a, равным отношению количества поглощённой энергии к общему количеству падающей на материал энергии звуковых волн.

Звукопоглощающие материалы имеют волокнистое, зернистое или ячеистое строение и могут обладать различной степенью жёсткости (мягкие, полужёсткие, твёрдые). Мягкие звукопоглощающие материалы изготовляются на основе минеральной ваты или стекловолокна с минимальным расходом синтетического связующего (до 3% по массе) или без него. К ним относятся маты или рулоны с объёмной массой до 70 кг/м3, которые обычно применяются в сочетании с перфорированным листовым экраном (из алюминия, асбестоцемента, жёсткого поливинилхлорида) или с покрытием пористой плёнкой. Коэффициент звукопоглощения этих материалов на средних частотах (250-1000 гц) от 0,7 до 0,85.

К полужёстким материалам относятся минераловатные или стекловолокнистые плиты размером (мм) 500 × 500 ×20 с объёмной массой от 80 до 130 кг/м3 при содержании синтетического связующего от 10 до 15% по массе, а также древесноволокнистые плиты с объёмной массой 180-300 кг/м3. Поверхность плит покрывается пористой краской или плёнкой. Коэффициент звукопоглощения полужёстких материалов на средних частотах составляет 0,65-0,75. В эту же группу входят звукопоглощающие плиты из пористых пластмасс, имеющие ячеистое строение (пенополиуретан, полистирольный пенопласт и др.).

Твёрдые материалы волокнистого строения изготовляются в виде плит «Акминит» и «Акмигран» (СССР), «Травертон» (США) и др. размером (мм) 300×300×20 на основе гранулированной или суспензированной минеральной ваты и коллоидного связующего (крахмальный клейстер, раствор карбоксиметилцеллюлозы). Поверхность плит окрашена и имеет различную фактуру (трещиноватую, рифлёную, бороздчатую). Объёмная масса 300-400 кг/м3, коэффициент звукопоглощения на средних частотах 0,6-0,7. Разновидность твёрдых материалов - плиты и штукатурные растворы, в состав которых входят пористые заполнители (вспученный перлит, вермикулит, пемза) и белые или цветные портландцементы. Применяются также звукопоглощающие плиты, в которых древесная шерсть связана цементным раствором (т. н. акустический фибролит). Выбор материала зависит от акустического режима, назначения и архитектурных особенностей помещения.

Звукоизоляционные прокладочные материалы применяются в виде рулонов или плит в конструкциях междуэтажных перекрытий, во внутренних стенах и перегородках, а также как виброизоляционные прокладки под машины и оборудование. Характеризуются малым значением динамического модуля упругости, как правило, не превышающим 1,2 Мн/м2 (12 кгс/см2), при нагрузке 20 Мн/м2 (200 кгс/м2). Упругие свойства скелета материала и наличие воздуха, заключённого в его порах, обусловливают гашение энергии удара и вибрации, что способствует снижению структурного и ударного шума. Различают звукоизоляционные прокладочные материалы, изготовляемые из волокон органического или минерального происхождения (древесноволокнистые плиты, минераловатные и стекловолокнистые рулоны и плиты толщиной от 10 до 40 мм, объёмная масса 30-120 кг/м3), а также из эластичных газонаполненных пластмасс (пенополиуретан, пенополивинилхлорид, латексы синтетических каучуков), выпускаемых в виде плит толщиной от 5 до 30 мм; объёмная масса эластичного пенополиуретана 40-70 кг/м3, пенополивинилхлорида 70-270 кг/м3. В ряде случаев для целей звукоизоляции применяются штучные прокладки из литой или губчатой резины.

Штукатурки, облицовочные плиты с перфорацией и без нее, щиты, портьеры, ковры и т.д. Используются как облицовочные и для драпировок, то есть во всех случаях за ними располагаются (вплотную или на некотором расстоянии) ограждающие конструкции из сплошных материалов (стены, потолки, полы и другие перегородки).

Необходимо учитывать отражение звука как от лицевой поверхности, так и с тыльной с учетом поглощения звука в порах.

Существуют мембранные звукопоглощающие конструкции. Для тонкой перегородки из сплошных материалов поглощение определяется интенсивностью ее колебаний как целого (система с сосредоточенными (на НЧ) параметрами) и как мембрану (с распределенными (на СЧ и ВЧ) параметрами).

Самый низкочастотный максимум поглощения находится на собственной резонансной частоте, определяющейся массой и гибкостью перегородки.

Выше максимумы наблюдаются на всех fрез перегородки как мембраны и определяются поперечными размерами и скоростью поперечных колебаний.

Используют резонирующие панели с большим поглощением (для выравнивания частотной характеристики) из натянутого холста с войлочной подкладкой – щиты Бекеши.

Бывает поролон с тонкой фанерой. Используют плоские конструкции, колонны, полуколонны.

Конструкции по принципу резонатора Гельмгольца. Эффективно поглощают звуковую энергию на частотах вблизи резонансной (потери в горле).

На практике используют различные ниши, выходные отверстия которых затягивают тканью.

Большие щиты с отверстиями, затянутыми тонкой металлической сеткой (во всю стену или потолок). Отверстия делают разных размеров и на разных расстояниях.