声学基础试题

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1、一、名词解释（3分X4=12分）自由振动一一系统只在弹性力作用下的振动。临界入射一一入射角等于临界角时的声波斜入射。声功率一一单位时间内通过垂直于声传播方向的面积S的平均声能量。体应变在外力作用下，介质体积的变化率。二、填空（1分X23=23分）1、对于强迫振动系统而言，当外力频率—等于系统固有频率时,系统的振动速度岀现_共振现象一。2、自由振动系统的固有频率=3、由于阻尼力的作用，使得哀减振动系统的固有频率__低王_自由振动系统的固有频率。4、声波在两种流体分界而上产生反射、折射时，应满足边界条件。即分界面两侧介质内

2、声场的—、质点振动速度_—在分界面上—连续一—o5、声波在两种流体分界面上产生反射、折射时，声功率的反射系数与折射系数之和I。6、声波在两种流体分界而上产生临界斜入射的条件是_入射波速度vl小于折射波速度v2_,临界入射角为0=arcsin（v!/v2）。7、一维情况下理想流体媒质中的三个基木方程分别为一运动方程、连续性方程、物态方程08、媒质的特性阻抗（即波阻抗）等于媒质声波速度与媒质密度的乘积。9、两个同相小球源的指向特性册10、辐射声波波长为x，间距为1的n个同相小球源组成的声柱的主声朿的_2角宽度_0=2arc

3、sin(—)。nl11、均匀各向同性线弹性介质的止应力与正应变的关系—T7=加+2“务一;切应力与切应变的关系_TjUj_°12、根据质点振动特点，薄板中的兰姆波可分为对称型和非对称型两类。13、根据瑞利波和兰姆波的周期方程可知，瑞利波的速度与频率—无并，是无频散波；而兰姆波相速度与频率有关，是频散波。三、判断并改错（2分X7=14分）1、在无限大介质屮传播的波称为瑞利波。错误沿无限大口出表面传播的波称为瑞利波。2、当考虑弹簧质量时，自由振动系统的固有频率増大。错退当考虑弹赞质量时，自由振动系统的固有频率降低。3、对于

4、强迫振动系统而言，当外力频率等于系统固有频率时，系统的振动位移出现共振现彖。错误对于强迫振动系统而言，当外力频率等于系统固有频率时，系统的振动速度出现共振现象。4、衰减振动的哀减系数§与系统所受的阻力系数Rm、振子质星Mm成反比。错误衰减振动的衰减系数5与系统所受的阻力系数成正比，与振子质量成反比。5、声场对小球源的反作用力与小球源的辐射阻抗、表面质点振动速度的关系为巧=-乙况正确6、声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声强的反射系数与折射系数之和等于1。错误声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声功率的反射系数

5、与折射系数Z和等于1。或声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声强的反射系数与折射系数之和不一定等于1。或声波在两种流体分界面上发生垂直入射时，声强的反射系数与折射系数Z和等于1。7、横波在介质中传播时，介质质点的振动方向与波的传播方向垂直。正确。四、简答题（5分X2+6分=16分）K简述瑞利波的特点。瑞利波具有以下特点1）、沿无限大口由表面传播；2）、质点振动轨迹为椭圆。垂直声波传播传播方向和沿声波传播方向。位移幅度随距表面距离的增加，按负指数规律减小。3）、声场能量集中分布在距表面一定深度范围内，此范围大小与声波

6、波长成正比。4）、瑞利波速度与频率无关。是非频散波。5）、瑞利波速度与介质的横波速度、泊松比有关。瑞利波速度略低于介质的横波速度。2、简述声偶极辐射声场的声压分布特点。11）、声偶极辐射声场的声压p=-j^-cos0J{f>,r与单个小球源的辐射声压和比，偶极子声源的辐射声压不仅与单个小球源的辐射声压有关，还与kl及B有关。2）、声偶极辐射声场的声压指向性£）（&）==co（s9）

7、（几）〃=03）、声偶极辐射声场的声压分布与观察点的位置即方位、距偶极声源中心点的距离有关。当e=0°或180。时，D（0）=1,合成声压

8、最大；当0=90°或270°时，D⑹=0,合成声压为零。3、根据下图，分析小球源1的辐射声功率随两个小球间的距离与波长的比值而起伏变化的规律。由上图小球源1的辐射阻与具单独存在吋的辐射阻比值和源距/波长的关系可以看出：1）、小球源1的辐射声功率随两个小球间的距离与波长的比值而起伏变化。当源距/波长满足加-0.5小球源1的辐射声功率小于其单独存在时辐射声功率。而当源距/波长满足加v〃/lv加+0.5时，小球源1的辐射声功率大于具单独存在时辐射声功率。2）、当两个小球间的距离与波长的比值比较小时，小球源1的辐射声功率是其单

9、独存在时辐射声功率的2倍。3）、当两个小球间的距离与波长的比值比较大时，小球源1的辐射声功率等于其单独存在时的辐射声功率。五、1、（5分）有一•质点振动系统，固有频率为fo,质屋为Mm,弹性系数为Km。现在此质量上再附加一已知质量m,此时系统固有频率为fl。求系统的质量Mm和弹性系数Km。（不计弹簧质量）1IK12兀7M川+m3）