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按频率范围划分：,次声波 f 20Hz,声 波 20 f 20000Hz,超声波 f 20000Hz,*11-5 声波 超声波 次声波,声波：声振动引起的纵波。,介质中有声波传播时的压强与无声波时的静压强之差称为声压。设介质中没有声波时的压强为p0，有声波时各处的实际压强为p。p =p-p0是声压,用 p 来有示。,一、声压,在流体中 x 处取一截面积为S、长度为x 的柱形,体积元，其体积V=Sx。当声波传播时，这段流体柱,两端的位移分别为y和y+y。体积增量为V=Sy。,密度为 的流体中传播平面波的方程：,流体体积模量,流体中有声波传播时，式中压强增量 p就是声压p。,或,对于平面波，有,考虑,为声压振幅。,将声压表达式改写为,因此，声压波比位移波在相位上超前 。,声强是声波的平均能流密度，即单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的声能量。,声压和声强随频率增加而增大。,对于每个可闻频率，声强有上下两个限值。,痛觉阈：恰好能引起痛觉的最低声强。,听觉阈：恰好能引起听觉的最低声强。,声强的上下限值随频率而异。,二、声强 声强级,在1000Hz时，正常人听觉的最高声强为1W/m2,最低声强为10-12W/m2。,将I 0= 10-12W/m2作为测定声强的标准。,声强级,单位为bel（贝尔）。,若采用分贝（dB），声强级公式为,几种典型声音的声强级：,聚焦超声波的声强级 210 dB,炮声的声强级110 dB,细语10 dB,把加速度振幅am=A2 代入声强表达式，得,对于极大的高频声强情形，压力振幅可达千百个大气压，获得的加速度振幅可达重力加速度的数百万倍。,高频超声波的作用异常巨大。,对于频率极低的次声波，其波长很长，只有遇到非常大的障碍物或介质分界面时，才会发生明显的反射和折射。,三、超声波,频率在20000Hz以上的机械波.,产生方法：,电声型、机械型,特性：,定向性好、强度大、空化作用,应用：,四、次声波,频率范围在10-420Hz的机械波,产生：,例题11-7 频率为500kHz，声强为1200W/m2,声速为1500m/s 的超声波，在水(水的密度为1g/cm3)中传播时,求其声压振幅为多少大气压? 位移振幅、加速度振幅各为多少？,解:I=1200W/m2， =1103kg/m3，利用声强表达式得声压振幅:,位移振幅:,加速度振幅:,重力加速度的1.29104倍,选择进入下一节 11-0 教学基本要求 11-1 机械波的产生和传播 11-2 平面简谐波的波函数 11-3 波动方程 波速 11-4 波的能量 波的强度 *11-5 声波 超声波 次声波 11-6
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