《普通物理学》课程教学资源（PPT课件）第十一章 机械波和电磁波 11-5 声波、超声波、次声波

*§11-5声波超声波次声波 声波：声振动引起的纵波。 按频率范围划分： 声波20<f20000Hz 次声波fK20Hz 超声波f20000Hz 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。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-p是声压， 用p来有示。 让意不意道可退欢

上页 下页 返回 退出 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

密度为p的流体中传播平面波的方程： (.) 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=S△x。当声波传播时，这段流体柱 两端的位移分别为和y叶△y。体积增量为△=S△y。 →X x x+△x y+△y →X 让美觉返司退

上页 下页 返回 退出 O x x x + x O x y 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，其体积V=Sx。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=Sy。 密度为 的流体中传播平面波的方程： 0 ( , ) cos x y x t A t u       = − +        

流体体积模量K=- Ap =-y9 △V 流体中有声波传播时，式中压强增量△p就是声压p。 →8=M= △X SAy 或p=-BAy ay p=-K &x 对于平面波，有 -片n- &x 上贰不觉返退此

上页 下页 返回 退出 流体体积模量 p p K V V V V   = − = −   流体中有声波传播时，式中压强增量p就是声压p。 y x p S y p B S x   = −  = −  或 x y p B   = − y p K x  = −  对于平面波，有 0 sin y x A t x u u         = − +          0 sin x p BA t u u        = − − +        

考虑 u= p=-pu@Asin@ e-no Pm=PuOA,为声压振幅。 将声压表达式改写为 p=以wo-升克-2 因此，声压波比位移波在相位上超前 让美觉返司退

上页 下页 返回 退出 考虑 K u  = 0 x p t u       = − − +         m 0 sin x p u A t u         = − − +         pm = uA ,为声压振幅。 将声压表达式改写为 m 0 cos 2 x p p t u       = − + +         π 因此，声压波比位移波在相位上超前 。 2 π

二、声强声强级 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。 听觉阈：恰好能引起听觉的最低声强。 痛觉阈：恰好能引起痛觉的最低声强。 声强的上下限值随频率而异

上页 下页 返回 退出 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。 2 2 2 m 1 1 2 2 p I uA u    = = 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