声波的基本性质及传播规律

《声波的基本性质及传播规律》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2声波的基本性质及传播规律1声波的产生及描述方法2声波的叠加3声场的频率和噪声的频谱4声音的反射、透射和衍射5声波的辐射6声波在传播过程中的衰减2011年4月25日9时58分12.1声波的产生及描述方法2.1.1声波的产生产生：物体（声源）的机械振动是产生声音的根源。传播：声源周围存在弹性介质。声源固体、液体、气体是声波传播的必要条件2011年4月25日9时58分22.1声波的产生及描述方法2.1.2描述声波的基本物理量（振动质点）xAsin(2ft)位移振幅相位位移：物体离开静止位置的距离。最大的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音

2、的大小。相位：在时刻t某一质点的振动状态。频率f：一秒钟内媒质质点振动的次数，单位：赫兹(Hz)。2011年4月25日9时58分32.1声波的产生及描述方法2.1.2描述声波的基本物理量（振动质点）频率范围/Hz<2020-20000>20000声音定义次声波<300300-1000>1000超声波低频声中频声高频音频声周期T：质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（s）1fω—角频率T22011年4月25日9时58分42.1声波的产生及描述方法2.1.2描述声波的基本物理量波形图波长λ：声波两个相邻同相位质点(两相邻密部或两个

3、相邻疏部)之间的距离叫做波长，或者说声源每振动一次，声波的传播距离。单位：m。声速c：声波在弹性媒质中的传播速度，单位：m/s。2011年4月25日9时58分52.1声波的产生及描述方法2.1.2描述声波的基本物理量ccT注意：声速是振动状态传播的速度，f不是质点振动速度（u）。一般计算，空气中声速可取c=340m/s。频率由声源的振动频率决定，与介质无关；声速由媒质的弹性、密度及温度等因素决定，与振动的特性无关。20℃时声速近似值（m/s）媒质空气水混凝玻璃铸铁铅钢硬木名称土声速34414383048365843502160610

4、042672011年4月25日9时58分62.1声波的产生及描述方法2.1.2描述声波的基本物理量振动曲线波形曲线图形某质点位移随时间变化某时刻，波线上各质点位移随位研究对象规律：按时间展开的一置变化规律（一系列质点）个质点的运动轨迹可知周期T、振幅A、初可知该时刻各质点位移、波长λ、相φ振幅A。物理意义0。某时刻方向v参看下一只有t=0时刻波形才能提供初相。时刻某质点方向v参看前一质点。对确定质点曲线形状一特征曲线形状随t向前平移定2011年4月25日9时58分72.1声波的产生及描述方法2.1.2描述声波的基本物理量—声压声压p：p

5、PPP0静压强声压：即压强的改变量，单位：N/m2或Pa•瞬时声压：某一瞬间的声压。•有效声压（p）：在一定时间间隔中(一个周期)，瞬时e声压对时间的方均根值。1T2简谐振动pmaxpApep(t)dtpeT0222011年4月25日9时58分82.1声波的产生及描述方法2.1.2描述声波的基本物理量—声能量、声能密度声能量：当弹性波传播到介质中的某处时，该处原来不动的质点开始振动，因而具有动能；同时该处的介质也将产生形变（压缩和膨胀），因而也具有势能。1212动能EmuVu式(2-4)k00022VV02势能Ep

6、pdV2p式(2-5、2-6)V02c000V0212总能量EEkEpu22p式(2-7)2c00将u、p代入p2A2EVcos(tkx)式(2-13)平面02c002011年4月25日9时58分92.1声波的产生及描述方法2.1.2描述声波的基本物理量—声能量、声能密度2pA2EVtkx式(2-13)平面声波总能量平面02cos()c00平面声场中任何位置上动能与位能的变化是同相位的；动能和位能同时达到最大值，即：总声能量随时间由零变化到最大值；能量不是储存在系统中，具有

7、传递特性。能量密度w：声场中单位E0212体积媒质所含有的声能量wu22p式(2-8)V2c0021T1p平均能量：EEdtVA平面平面02式(2-14)T02c0022平均能量密E平面1ppwAe式(2-15)度2011w年4月25日9时58分平面22平面V2cc0000102.1声波的产生及描述方法1.3.32.1.2声功率、声强描述声波的基本物理量—声功率、声强声功率：声源在单位时间内辐射的声能量，单位：W。意义：声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理量，与测点离声源的距离以及外

8、界条件无关。平均声功率(平均声能量流)：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。即单位体积声能量WwcSIS式(2-16)0可将左图想象为向面积为