1、 16 4声波 按频率范围划分 1 声压 次声波f 20Hz 声波20 f 2000Hz 超声波f 2000Hz 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 声压 密度为 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 流体体变弹性模量 流体中有声波传播时 式中压强增量 p就是声压p 或 对于平面波 有 声压 考虑 为声压振幅 将声压表达式改写为 因此 声压波比位移波在
2、相位上落后 声压 2 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 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 声强声强级 在1000Hz时 正常人听觉的最高声强为1W m2 最低声强为10 12W m2 将I0 10 12W m2作为测定声强的标准 声强级 单位为贝尔 bel 若采用分贝 dB 声强级公式为 几种典型声音的声强级 聚焦超声波的声强级 210dB 炮声的声强级 110dB 细语 10dB 把加速度振幅am A 2代入声
3、强表达式 得 对于极大的高频声强情形 压力振幅可达千百个大气压 获得的加速度振幅可达重力加速度的数百万倍 高频超声波的作用异常巨大 对于频率极低的次声波 其波长很长 只有遇到非常大的障碍物或介质分界面时 才会发生明显的反射和折射 声强声强级 例题16 7频率为500kHz 声强为1200W m2 声速为1500m s的超声波 在水 水的密度为1g cm3 中传播时 求其声压振幅为多少大气压 又位移振幅 加速度振幅各为多少 解I 1200W m2 1 103kg m3 利用声强表达式得声压振幅 位移振幅 声强声强级 am A 2 1 27 10 8 2 500 103 2m s2 加速度振幅 1 26 105m s2 重力加速度的1 29 104倍 解毕 声强声强级 am A 2 1 27 10 8 2 500 103 2m s2 加速度振幅 1 26 105m s2 重力加速度的1 29 104倍 解毕 声强声强级
