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声波、超声波和次声波
声波、超声波和次声波
声波
声波：频率在20Hz ~ 2×104 Hz波段的机械波。
次声波：频率低于20 Hz 的声波。
超声波：频率高于2×104 Hz 的声波。
1. 声速
声波在理想气体中的传播速度：
一些弹性媒质中的声速
媒质 温度 ℃ 声速m s-1
空气 0 331
氢 0 1270
水 20 1400
冰 0 5100
黄铜 20 3500
玻璃 0 5500
花岗岩 0 3950
铝 20 5100
2. 声压
声压：某一时刻，在介质中的某处，有声波传播时的压强 p与无声波传播时的压强 p0 之差。
介质质量密度：ρ
无声波时的压强：p0
有声波时左侧声压： p
由牛顿第二定律：
有声波时右侧声压： p+dp
简化后
设声波的波动表达式：
质元的振动速度：
质元的振动加速度：
两边积分：
结论：声压随空间位置和时间作周期性变化，并且与振动速度同相位。
声阻抗 ：
声阻抗较大的介质称为波密介质；
声阻抗较小的介质称为波疏介质。
声波在两种不同介质分界面上反射和折射时的能量分配由该两种介质的声阻抗来决定的。
3. 声强和声强级
声强： 声波的能流密度。
声压的幅值：
声强与声压之间的关系：
人对声强的感受范围（1000Hz）：
响度：人耳对声音强弱的主观感觉。
标准声强（I0）：
声强级：
闻阈
痛感阈
纯音的等响度曲线
例. 在截面积为S的圆管中，有一列平面简谐波，其波动的表达式为y = Acos( t -2 x/ )。管中波的平均能量密度为 ，则通过截面S的平均能流是多少？
解：
例：求在无介质吸收条件下, 平面谐波及球面谐波不同点的振幅之间的关系
解：1.无介质吸收条件下,平面波能流P不变
u
A1
A2
S1
S2
2.球面谐波无介质吸收条件下,平面波能流不变
o
球面谐波波函数为：

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