大学物理下10-8声波 超声波与次声波

1、 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波10-8 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波一、声波一、声波1 1、什么是声波？按频率的不同分为几种类型？、什么是声波？按频率的不同分为几种类型？2 2、什么是声强？如何表示声强级？、什么是声强？如何表示声强级？二、超声波二、超声波1 1、超声波有哪些特性？、超声波有哪些特性？2 2、超声波如何产生？、超声波如何产生？3 3、超声波有哪些应用？、超声波有哪些应用？三、三、次声波次声波1、次声波有哪些特性？、次声波有哪些特性？2、次声波如何产生？、次声波如何产生？3、次声波有哪些应用？、次声波有哪些

2、应用？ 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波10-8 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波声波：能引起人的听觉的机械波声波：能引起人的听觉的机械波纵波纵波 超声波：频率高于超声波：频率高于20kHz, 机械波，纵波。机械波，纵波。次声波：频率低于次声波：频率低于20Hz, 机械波，纵波。机械波，纵波。一、声波一、声波声声 波：频率波：频率 2020kHz,机械波，纵波。机械波，纵波。频频率率 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波 定义：定义： 10-8 10-8 声波声波 超声波与次声波超声

3、波与次声波声强声强 I ：声波的能流密度（单位：声波的能流密度（单位：Wm-2 ) )uAI2221一、声波一、声波)(110212mWI声强级声强级Li ：与人耳感觉到的声音响度有关：与人耳感觉到的声音响度有关0lg10IILi 其中其中 I0=10-12 Wm-2基准声强基准声强单位：分贝（单位：分贝（dB) ) 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波10-8 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波一、声波一、声波 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波二、超声波二、超声波超声波：频率高于超声

4、波：频率高于20kHz, 可高达可高达 109Hz .1、超声波的特性、超声波的特性 （1）波长小，衍射不明显，方向性好，可集中成束，有定向）波长小，衍射不明显，方向性好，可集中成束，有定向功能。功能。（2）频率高，声强大，可击碎金钢石和金属等硬物。）频率高，声强大，可击碎金钢石和金属等硬物。（3）传播过程中衰减小，穿透本领大，可穿透固体几十米。）传播过程中衰减小，穿透本领大，可穿透固体几十米。（4）反射效果明显。）反射效果明显。 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波二、超声波二、超声波2、超声波的产生、超声波的产生 （1）压电超声发生器：利用石英

5、等晶体具有压）压电超声发生器：利用石英等晶体具有压电效应的特点，将电振荡信号变为高频机械振荡。电效应的特点，将电振荡信号变为高频机械振荡。（2）磁致伸缩超声发生器：利用某些金属及合）磁致伸缩超声发生器：利用某些金属及合金等材料具有磁致伸缩效应，将交变电流通过线金等材料具有磁致伸缩效应，将交变电流通过线圈产生交变磁场，再由磁致伸缩效应产生机械振圈产生交变磁场，再由磁致伸缩效应产生机械振荡。荡。 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波二、超声波二、超声波3、超声波的应用、超声波的应用 （1）工业无损探伤；医学上的）工业无损探伤；医学上的 “B超超”。（超

6、（超声诊断仪的许多类型，如声诊断仪的许多类型，如A型、型、B型、型、M型、多普勒超型、多普勒超声型等。声型等。B型是其中一种，通过型是其中一种，通过B超可获得人体内脏各超可获得人体内脏各器官的各种切面图形比较清晰。器官的各种切面图形比较清晰。B超比较适用于肝、胆超比较适用于肝、胆肾、膀胱、子宫、卵巢等多种脏器疾病的诊断。肾、膀胱、子宫、卵巢等多种脏器疾病的诊断。）（2）加工处理，捣碎，搅拌，混合，超声清结。）加工处理，捣碎，搅拌，混合，超声清结。（3）医学治疗，近年来超声治疗偏瘫、面神经麻）医学治疗，近年来超声治疗偏瘫、面神经麻痹，增生，血肿等。痹，增生，血肿等。 理学院 物理系 大学物理大学

7、物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波三、次声波三、次声波次声波（亚声波）：频率次声波（亚声波）：频率10-420Hz.（1）次声波的特性：）次声波的特性： 频率低，衰减小频率低，衰减小（2）次声波的产生：火山爆发，地震，陨石落地，）次声波的产生：火山爆发，地震，陨石落地，大气湍流，雷暴，磁暴等自然活动大气湍流，雷暴，磁暴等自然活动（3）次声波的应用：研究地球，海洋，大气等大）次声波的应用：研究地球，海洋，大气等大规模运动的有力工具规模运动的有力工具 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波第第10章作业：选择填空题章作业：选择填空题1

8、5；计算题：计算题：12，13，14，21，3010-1 10-1 一平面简谐波在媒质中以速度为一平面简谐波在媒质中以速度为u = 0.2m/s沿沿x轴轴正向传播，已知波线上正向传播，已知波线上A A点（点（xA = 0.05m）的振动方程）的振动方程为为 求：（求：（1 1）简谐波的波动方程；）简谐波的波动方程； （2 2）x = -0.05m处质点处质点P P处的振动方程处的振动方程10-2 10-2 两相干波源两相干波源S1与与S2相距相距5m，其振幅相等，频率都，其振幅相等，频率都是是100Hz，位相差为，位相差为；波在媒质中的传播速度为；波在媒质中的传播速度为400m/s，试以，试以

9、S1S2连线为坐标轴连线为坐标轴x，以，以S1S2连线中点为原连线中点为原点，求点，求S1S2之间因干涉而静止的各点的坐标之间因干涉而静止的各点的坐标0.03cos(4)2Ayt 理学院 物理系 大学物理大学物理 10-8 声波声波 超声波与次声波超声波与次声波10-3 一观察者站在铁路旁，听到迎面驶来的火车汽一观察者站在铁路旁，听到迎面驶来的火车汽笛声的频率为笛声的频率为440 Hz，当火车驰过他身旁之后，当火车驰过他身旁之后，他听到的汽笛声的频率为他听到的汽笛声的频率为392 Hz，则火车行驶的，则火车行驶的速度为多大？已知空气中的声速为速度为多大？已知空气中的声速为330 m/s )(2cosxtAy10-5一列简谐波沿一列简谐波沿x轴正向传播，在轴正向传播，在t1 = 0s，t2 = 0.25s时时刻的波形如图所示刻的波形如图所示求：（求：