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文档简介

1、波的能量和波的强度一. 波的能量振动有能量，它的传播将导致能量的传播。这里要搞清： 媒质质元能量是如何变化的？ 能量传播的规律如何？以弹性棒中的简谐横波为例来分析：波的能量 波的强度 yx0 yx y =Acos ( t- x /u)0uxx+x y“质元”形变势能Wp，振动动能Wk切变模量xFF yS又 质元总能量振动系统：系统与外界无能量交换。波动质元：每个质元都与周围媒质交换能量。能量密度（energy density）：（特征）适用于各种弹性波0Awx ywu处， ， 处， ，能量“一堆一堆”地传播在一个周期内的平均值 （平均能量密度）： 波的强度平均能流：通过垂直于传播方向单位面积的

2、平均能流。能流：单位时间内通过介质中某截面S的波动能量。平均能流密度 I ：( W/m2 )( J/s )Su介质的特性阻抗 平面余弦行波振幅不变若 ，有 。介质不吸收能量时，平面余弦行波振幅不变 球面简谐波的波函数（介质不吸收能量时）O点波源 各向同性介质A0为 r =r0 处的振幅。波的吸收 若介质吸收机械波的能量，则传播时波的振幅将减小。 ：介质的吸收系数。若 为常数，则有A0为x = 0 处的振幅。xxx+dxAA+dA例 空气中声波的吸收系数为1=210-112(m-1)，钢中的吸收系数为2=410-7 (m-1)，式中代表声波频率的数值。问5 MHz的超声波透过多少厚度的空气或钢后

3、，其声强减为原来的1%？解：2=410-7(5106)2=2 (m-1) 1=210-11(5106)2=500 (m-1)分别代入 I = I0e-2 x 或空气的厚度钢的厚度 按频率范围划分： 次声波（infrasonic wave） ：f 20 Hz 声 波（sound wave）： 20 f 20 000 Hz一、声压 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（sound pressure）。 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，常用 p 表示。稀疏处声压为负值，稠密处声压为正。设密度为 的流体中传播一平面余弦声波 声压的周期性变化当声波传播时，这段流体柱两端的位移分别为y和y+y。 在流体中 x 处取一截面积为S、长度为x 的柱形体积元，

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