声波的分类
声波4
三：声波在介质界面上的传播 1：波的传播 ： 反射波 入 反 射 射 入射波 角 角 1介质 介质 2介波的条件 ： 折射定律: 折射定律
SIN θ VP 1 = SIN θ 1 VP 2
VP2>VP1时,折射角 时 折射角 折射角=90° ° 第一临界角: θ1*=arcsin(vp1/vp2) 第一临界角 同理可得出: 同理可得出 当折射产生横波时有
白云岩: 白云岩 △tma=143 µs/m 无水硬石膏: 无水硬石膏 △tma=164 µs/m 岩盐时差: 岩盐时差 △tma=220 µs/m 淡水: 淡水 △tmf=620 µs/m 盐水:△ 盐水 △tmf=608 µs/m 对膏岩剖面有很强的分辩力,由于岩盐和无水 对膏岩剖面有很强的分辩力 由于岩盐和无水 石膏在时差曲线上区别很大,很容易识别 很容易识别. 石膏在时差曲线上区别很大 很容易识别
二：声波在岩石中的传播特性 1.纵波、横波的定义 纵波、 纵波 纵波： 纵波：介质质点的振动方向与波的传播 发向一致。 发向一致。 一致
横波： 横波：介质质点的振动方向与波传播方向垂 直的波。 直的波。 注意：横波不能在流体（气、液体）中传 注意：横波不能在流体（ 液体） 播，因为它的切变模量=0 因为它的切变模量 在井下， 在井下，纵波和横波都能在地层传 而泥浆中只能传播纵波。 播，而泥浆中只能传播纵波。
α J= J0 e-2lα
J：声波经过L距离后的声强 ：声波经过 距离后的声强
J0：初始声强 α ：介质的吸收系数 ρ下降 频率增加 2.单发双收的测量原理 单发双收的测量原理 1）产生滑行波的条件 （V地 >V泥浆) 产生 ） 滑行波的过程是可逆的 V下降 下降 α增加 α增加
2) 到达接收探头的波类 折射纵波 反射波 泥浆波（直达波） 泥浆波（直达波） 3）让滑行纵波首先到达接收探头 ） 反射波、泥浆波都只在泥浆中传播 都只在泥浆中传播， 因反射波、泥浆波都只在泥浆中传播，V地大 如果合理选择源距 合理选择源距可以使纵波首先到 于V泥，如果合理选择源距可以使纵波首先到 达接收探头，而成其为首波。 达接收探头，而成其为首波。 4）时差的表达式 ） 时差： 时差：在介质中声波传播单位距离所用的时 间
声波测井原理
纵波：介质质点旳振动方向与波旳传播发向一致。弹 性体旳小体积元体积变化，而边角关系不变。
横波：介质质点旳振动方向与波传播方向垂直旳波。 特点：弹性体旳小体积元旳体积不变，而边角 关系发生变化，例如,切变波。
注意：
(1) 横波不能在流体（气、液体）中传播，因为它旳 切变模量=0
2 弹性体旳应力和应变
2.1物体分类
弹性体：当物体受力发生形变，一旦外力取消又能恢 复原状旳物体，称为弹性体。
塑性体：反之，当物体受力发生形变，一旦外力取消 而不能恢复原状旳物体，称为塑性体。
弹性体
可变成
塑性体
在声波测井中，声源旳能量很小，声波作用 在岩石上旳时间很短，因而岩石能够当成弹 性体，在岩石中传播旳声波能够被以为是弹 性波。
VP (m/s)
VS (m/s)
第一临界角 第二临界角
泥
岩
1800
950
62º44´
不产生滑行横波
砂 层（疏松）
2630
1518
37º28´
不产生滑行横波
砂 岩（疏松）
3850
2300
24º33´
44º05´
砂 岩（致密）
5500
3200
16º55´
30º
石灰岩（骨架）
7000
3700
13º13´
25º37´
绪论
声波测井
声波测井
声波
声波旳分类 一般按照频率来分，声波能够分为：
超声波（ultra-sonic wave）>20Байду номын сангаасHz
声波 (sonic wave)
20~20KHz
次声波（infrasonic wave) <20Hz
声波分类
声波的种类及其应用声波是机械波的一种，在弹性介质（固体、液体、气体）中，频率在20～20000Hz 的机械振动称为声振动。
由声振动激起的波动称为声波。
在空气与水中传播的声波是纵波。
频率低于20Hz 的机械波称为次声波，不引起听觉，频率高于20000Hz 的机械波称为超声波，也不引起听觉。
次声波、声波和超声波除频率不同外，其他性质完全相同。
1.声速声波在流体介质中只能以纵波形式传播，而声波主要传播介质是空气，若把空气看成是理想气体，可推导出声速公式为-----(10-57)υ=式中，为气体的摩尔质量；为气体的摩尔热容比；为气体普适常量；T 为热力学µr R温度。
在标准状态下，空气中声速为331m ／s 。
声速与成正比，大气层在任何时候都υ可按温度不同而分成许多层，声波在这些层中的声速不一样，当声波的波线斜穿这些层时，波线将由于多次折射而弯曲。
夏日白天近地空气温度高，远地空气温度低，声波的波线将向上弯曲，黑夜则相反。
结果使得白天声音传播得近，而夜晚则可传播得较远。
2.声强对于人耳来说，可闻声波不仅振动频率须在20Hz 一20000Hz ，而且对声波的强度亦有要求，声强就是声波的平均能流密度，与其他机械波一样，声强公式是-----(10-58)221vA 2I ρω=3.声强级以1000Hz 的声波为例,对正常听觉的人，能听到的最弱声强是，而能忍受12210/W m −−的最高声强是。
可见，人耳对声强可感受的最高与最低之间范围达倍，但在21/W m −1210此范围内，对于微小的声强变化，入耳的感觉是不灵敏的。
研究证明，人耳所感觉到的声音响度近似与声强的对数成正比，所以，在声学中通常采用对数标度来量度声强，称为声强级，单位是贝尔(Bel ，B )，贝尔的1／10称为分贝(decibel ，)，通常取1000Hz 声音的听阈值dB 作为标准参考声强，任一声波的声强与标准参考声强的比值的对数，122010−−=⋅I W m I 0I 即为该声波的声强级，用L 表示。
声波的基本性质
纵波
横波（SV）
横波（SH）
表面波－－沿无限大固体介质自由表面传播的波。
制导波－－在有限空间传播的波。（兰姆波、 斯通利波）
波动方程。
2 p x2
1 c02
2 p t 2
C0 为声波传播速度。
声波在介质中的传播速度指声场能量单位时 间的传播距离。
其大小与介质声学性质、介质体密度及声波 类型有关。与声场强度无关。
声波在介质中传播时，致使介质质点产生 振动，质点振动速度不同于声波传播速度。 质点振动速度与介质、声场强度、声波类型 有关。
单位：帕（N/㎡）。1帕=1 N/㎡
1标准大气压(bar)＝1.01325105 Pa (帕)
同理，由声扰动造成的密度的变化量也是位 置和时间的函数。
' 0 '(x, y, z,t) 0、－声扰动前、后的介质密度； ' 密度变化量。
声场－－存在声压的空间。 有效声压－－一周期内瞬时声压的均方根值。
d
)s
P为压强。
讨论：1、理想气体 C 的表达式。
理想气体的绝热方程
PV const.
对于一定质量的理想气体，有
P
const.
由此得：c2 P
P为理想气体的压强。 C 为声波在流体中的传播速度。
2、一般流体
c2
( dp
d
)s
dp
(
d
)
s
m V const.
Vd dV 0
d
次声波声波的分类声波超声波PPT课件
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超声波清洗原理及清洗器
（参考湖南省浏阳市医用仪具厂 、北京德泰隆科技发展有限责任公司资料）
波浪
气泡
清洗物
超声换能器
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第一节 超声波传感器的结构及工作原理
频率高于20kHz的机械振动波称为超声波。 它的指向性很好，能量集中，因此穿透本领大， 能穿透几米厚的钢板，而能量损失不大。在遇到 两种介质的分界面（例如钢板与空气的交界面） 时，能产生明显的反射和折射现象，超声波的频 率越高，其声场指向性就愈好。
接插件
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2、双晶直探头
双晶直探头与单晶直探头的区别是： 结构： 由两个直探头组合而成，一个晶片是发射超声波， 另一个晶片接受超声波，两晶片间有隔离系统，发 射和接受互不影响。 延迟块可以减少盲区，提高分辨能力。 优点： 虽然结构比单晶直探头复杂，检测精度高。控制电 路简单。
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典型外形及符号
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二、超声波传感器的结构
结构： 超声发射器 超声接收器 发射器的压电片上粘贴了一只锥形共振盘，以提高 方向性。 接收器在共振盘上安装了阻抗匹配器以滤除噪声， 提高效率。
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以空气为传导介质的超声传感器结构
a） 超声发射器 b）超声接收器 1—外壳 2—金属丝网罩 3—锥形共 振盘 4—压电晶片 5—引脚 6—阻抗匹配器 7—超声波束
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各种双晶直探头
焦距范围：5~40mm, 频率范围：2.5~5MHz， 钢中折射角：45 ~70
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3、接触式斜探头（横波、瑞利波或兰姆波探头）
接插件 底部耐磨材料
声波
声波声波发声体的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。
声波借助各种介质向四面八方传播。
声波一种纵波，是弹性介质中传播着的压力振动。
但在固体中传播时，也可以同时有纵波及横波。
声波（Sound Wave或Acoustic Wave）是声音的传播形式。
声波是一种机械波，由物体（声源）振动产生，声波传播的空间就称为声场。
在气体和液体介质中传播时是一种纵波，但在固体介质中传播时可能混有横波。
人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间。
声波可以理解为介质偏离平衡态的小扰动的传播。
这个传播过程只是能量的传递过程，而不发生质量的传递。
如果扰动量比较小，则声波的传递满足经典的波动方程，是线性波。
如果扰动很大，则不满足线性的声波方程，会出现波的色散，和激波的产生。
种类鉴定按频率分类，频率低于20Hz的声波称为次声波；频率20Hz~20kHz的声波称为可听波；频率20kHz~1GHz 的声波称为超声波；频率大于1GHz的声波称为特超声或微波超声。
声波与正弦波、冲击波、纵波的联系与正弦波的关系正弦波是最简单的波动形式。
优质的音叉振动发出声音的时候产生的是正弦声波。
这是声波的震荡波形。
正弦声波属于纯音。
任何复杂的声波都是多种正弦波叠加而成的复合波，它们是有别于纯音的复合音。
正弦波是各种复杂声波的基本单元。
与冲击波的区别请注意，声波不是冲击波，声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进！同样，在语音研究中要区分气流与声波，它们是两回事。
在发音器官里，声带、舌尖或小舌的颤动，以及辅音噪声的形成等，都离不开气流的作用，但是气流不是声波的代名词。
所谓“*浊音气流”、“*清音气流”的说法似乎包含了极其含混的意思。
另外，即使没有其他声源体的作用，空气粒子总是在做无规则的震荡，或者说它们总是在骚动，它们激发起微弱的“白噪声”。
绝对静寂的大气空间是不存在的。
3.超声波传感器
为电信号输出。因此，压电式超声波传感器实质上是一种压电式传
感器。
2.磁致式超声波传感器
磁致式超声波传感器的结构如图所示，主要由铁磁材料和 线圈组成。超声波的发射原理是:把铁磁材料置于交变磁场中， 产生机械振动，发射出超声波。其接收原理是:当超声波作用在 磁致材料上时，使磁致材料振动，引起内部磁场变化，根据电
在选择时，首先应了解测试目的，判断是定性分析还是定量
分析。如果是相对比较性的试验研究，只需获得相对比较值即可， 如果是定量分析，那么必须获得精确量值。 但在某些情况下，要求传感器的精确度愈高愈好。例如，对 现代超精密切削机床，测量其运动部件的定位精度，主轴的回转 运动误差、振动及热形变等时，往往要求它们的测量精确度在
湿度的影响或油剂浸人间隙时，会改变电容器的介质。光电传感 器的感光表面有尘埃或水泡时，会改变感光性质。对于磁电式传
感器或霍尔效应元件等，当在电场、磁场中工作时，亦会带来测
量误差。滑线电阻式传感器表面有灰尘时，将会引入噪声。
其二;要创造或保持一个良好的环境，在要求传感器长期地工
作而不需经常地更换或校准的情况下，应对传感器的稳定性有严
四、稳定性 传感器的稳定性是经过长期使用以后，其输出特性不发生变 化的性能。影响传感器稳定性的因素是时间与环境。
为了保证稳定性，在选择传感器时，一般应注意两个问题。
其一，根据环境条件选择传感器。例如，选择电阻应变式传感 器时，应考虑到湿度会影响其绝缘性，湿度会产生零漂，长期使
用会产生蠕动现象等。又如，对电势输出。
3.超声波传感器的应用
利用超声波反射、折射、衰减等物理性质，可以实现液位、
流量、粘度、厚度、距离以及探伤等参数的测量。所以，超声
波传感器已广泛地应用于工业、农业、轻工业以及医疗等各技 术领域。
2019检测16超声波传感器-文档资料
医学应用——B超（工作示意图）
医学应用——B超（孕妇腹部）
a）
超声发射器
b）超声接收器
1—外壳 2—金属丝网罩 3—锥形共振盘 4—压电晶片 5—引脚 6—阻抗匹配器 7—超声波束
空气超声探头
空气超声探头外形
2、超声波传感器等效电路 3、超声波传感器类型
三、超声波传感器基本应用电路
1、超声波的发生电路 1).自励式电路（石英晶体作为电声元件，作为LC元件的替代， 产生高频振荡，同时产生超声波）
2).他励式电路（对于非石英晶体，如压电陶瓷作为电声元件，
超声波频率须由外接振荡电路确定）
2、超声波的接收电路 1).采用运放的电路 2).采用视频放大器的电路 3).采用比较器的电路
4).发送/接受电路
四、超声波传感器的应用 当超声发射器与接收器分别置于被测物两 侧时，这种类型称为透射型。透射型可用于遥 控器、防盗报警器、接近开关等。
超声发射器与接收器置于同侧的属于反射型， 反射型应用广得多，可用于接近开关、测距、 测液位或物位、金属探伤以及测厚等。
超声波测厚
双晶直探头中的压电晶片发射超声 振动脉冲，超声脉冲到达试件底面时，被 反射回来，并被另一只压电晶片所接收。 只要测出从发射超声波脉冲到接收超声波 脉冲所需的时间t，再乘以被测体的声速 常数v，就是超声脉冲在被测件中所经历 的来回距离，再除以2，就得到厚度h：
几十KHz左右；耐高温，大功率。
2).超声波接收 超声波接收器，声－电装置
超声波探头中的压电陶瓷芯片
将数百伏的电脉冲加到压电晶片上，利用逆压电效应， 使晶片发射出持续时间很短的超声振动波。当超声波经 被测物反射回到压电晶片时，利用压电效应，将机械振 动波转换成同频率的交变电荷和电压。
声波分类
声波一、声波概述我们周围充满各种各样的声音：交谈声、音乐店、车辆运行声、自然界风雨声等等。
从物理学角度讲，声音是由物体振动产生的一种波，并通过媒质（一般是空气）传播而作用于我们的耳鼓，使我们能够感知。
声音的传播需要媒质，在真空中声波不能传播。
声音的高低叫做音调，它是由声源振动的频率决定的，由于物体的振动有快有慢，所以发出的声音也就有高有低，一般来说，正常人能够听到频率为20Hz到20000Hz的声波。
声音作为一种波，它具有波的所有特性，包括反射、干涉、衍射等。
我们应该会判断一些常见声现象的实质，如空谷回声、夏日雷声轰鸣不绝等属于声波的反射；“隔墙有耳”或“闻其声不见其人”属于声波的衍射等。
二、超声波和次声波（1）次声波频率低于20赫兹的声波，叫做次声波。
次声波的特点是频率低、波长长、穿透力极强，它可传播至极远处而能量衰减很小，10Hz以下的次声波可以跨山越洋，传播数千千米以远。
对于次声波人耳无法感受到，但鲸鱼、海豚之类的海生动物可以感受到，大洋彼岸的风暴、地震和海啸引起的次声波，数千公里外鲸鱼能感知到，并作出反应。
在自然界，次声波的自然发生源有狂风暴雨、雷鸣电闪、台风寒潮、龙卷冰雹、晴空湍流、地震海啸、陨石落地、极光放电、太阳磁爆及日全食等，频率一般都在0.1Hz以下。
人为发生源包括飞机飞行、车辆高速行驶、机器飞速运转、打桩机喷气打桩、火箭发射、核爆炸等，它们所产生的频率一般在1Hz～15Hz。
由于次声波的频率与人体固有频率相吻合，所以它对人体健康的危害是很大的，一旦高强度次声波作用于人体，就会引起人体某些器官的强烈振动，甚至共振，使人产生头晕、耳鸣、恶心、失眠、神经错乱、四肢麻木、失去知觉等症状，严重的可致人于死地，现在次声波已被用作武器。
（2）超声波频率超过20000赫兹的波叫超声波。
超声波人耳感受不到，但很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官，如蚊子、蝙蝠、猫、狗和家畜就能听到超声波。
西方人用一种叫做犬笛的口哨来呼唤爱犬，犬笛吹出的即是超声波。
《医疗器械概论》 第二篇第3章 医用超声设备
第四节 医用超声诊断设备的通用要求
2.成像质量要求
（1）B/M模式 ⑤切片厚度：指垂直于扫查平面方向上显示的组织厚度。 ⑥几何位置精度：指显示和测量目标实际尺寸和距离的准确度，包括横向几何位置 精度、纵向几何位置精度。 ⑦M模式的时间显示误差。
熟悉 超声波的特性、典型的超声诊断设备 了解 医用超声治疗设备、医用超声诊断设备的通用要求
第三章 医用超声设备
第一节 超声基本概念
第一节 超声基本概念
1. 简介
（1）声波：声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。 声波产生的两个条件： 声源 ---------------------------- 传播介质
（3）超声波的产生 ①自然界中：昆虫、哺乳动物（如海豚、蝙蝠）能发出超声；风声、海浪声、喷气 飞机的噪声等含有超声成分。 ②临床：压电晶体材料制成的超声探头。
第节 超声基本概念
1. 简介
（4）超声波的临床应用 ①超声诊断：利用超声在人体中传播的物理特性，对人体内部脏器或病变进行体层 显示，获取活体器官和组织的断面解剖图像，据此对疾病进行诊断。
第三章 医用超声设备
杨鹏飞 高级工程师 理学院计算机教研室、宁夏医科大学总医院核医学科
第三章 医用超声设备
目录
第一节 超声基本概念 第二节 医用超声诊断设备 第三节 医用超声治疗设备 第四节 医用超声诊断设备的通用要求
第三章 医用超声设备
学习目标
掌握 超声波的定义、医用超声诊断的原理、超声波的生 物效应
（cm2.s）]。
临床应用中使用超声耦合剂减少探头和皮肤间的声阻抗
波的通信分类
波的通信分类全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：波是一种在传输信息中起着重要作用的物理现象。
根据其频率和用途的不同，波可以分为不同的分类。
在通信领域中，波的分类尤为重要，因为不同类型的波在传输信息时有着不同的特点和应用。
一、根据频率的不同，波可以分为：1. 射频波：射频波的频率范围在30kHz到300GHz之间，主要用于无线通信、广播、雷达等领域。
射频波具有穿透能力强、传输距离远的特点，因此在远距离通信和数据传输中得到广泛应用。
1. 电磁波：电磁波是一种在电场和磁场中传播的波，可以在真空和介质中传输。
电磁波包括射频波、微波和光波等，广泛应用于通信领域。
2. 声波：声波是一种在介质中传播的波，主要用于声音传输和声纳探测。
声波具有频率低、传输距离有限的特点，常用于语音通信和音频传输领域。
1. 空间波：空间波是直接通过空间传播的波，例如射频波和微波等，在空间中传输距离远、传输速度快。
2. 导波：导波是通过导体或介质传输的波，例如电缆、光纤等，在导体或介质中传输距离有限、传输速度快。
在通信领域中，不同类型的波各有其特点和应用。
在选择通信技术和传输介质时，需根据具体需求和条件选择合适的波种。
未来随着通信技术的不断发展和创新，波的分类将会更加细化和多样化，为通信领域的发展带来更多可能性和机遇。
第二篇示例：波的通信分类波是一种在媒介中传播的能量传递形式，而波的通信分类则是指根据不同的特性对波进行分类，以便在通信领域中应用和研究。
波的通信分类已经成为现代通信技术的重要组成部分，广泛应用于无线通信、光通信、声波通信等领域。
本文将对波的通信分类进行详细介绍，希望能对读者有所启发和帮助。
波的通信分类主要可分为以下几类：机械波、电磁波、声波、重力波等。
在这些波中，电磁波被广泛应用于通信领域，因此本文将主要介绍电磁波在通信中的应用与分类。
电磁波是由电场和磁场交替变化而传播的波动形式，它具有波长、频率、速度等特性。
根据电磁波的频率不同，可以将其划分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等多个波段。
简述声波的类型
简述声波的类型声波是一种机械波，是由物体振动引起的，通过介质传播的波动现象。
声波的类型可以根据其频率、振幅和波长等特征进行分类。
在本文中，我们将简述声波的几种主要类型。
1. 低频声波低频声波是指频率较低的声波，一般在20 Hz以下。
这种声波具有较长的波长和较弱的穿透能力。
低频声波在日常生活中较少被感知，但它们在一些特定领域中有重要应用，例如地震学和海洋学。
2. 中频声波中频声波指频率在20 Hz到20 kHz之间的声波。
中频声波是人耳最敏感的频率范围，因此在音频播放和通信中被广泛应用。
中频声波的波长适中，能够在空气中传播较远距离，并且具有较强的穿透能力。
3. 高频声波高频声波指频率较高的声波，一般在20 kHz以上。
这种声波具有较短的波长和较强的穿透能力，但在传播中会受到空气吸收和散射的影响。
高频声波在医学、工业和科学研究中有广泛应用，例如超声波检测和激光声波。
4. 超声波超声波是一种频率超过20 kHz的声波。
由于其较高的频率，超声波具有更短的波长和更强的穿透能力。
超声波在医学影像、材料检测和清洗等领域有广泛应用。
此外，超声波还可以用于测量距离、检测障碍物和驱赶害虫。
5. 声波的其他类型除了以上几种常见的声波类型，还存在一些特殊的声波类型，如：- 声纳波：用于水中的声波，具有长波长和远距离传播的特点，常用于海洋测量和水下通信。
- 声音场波：由复杂声源产生的声波，如乐器演奏和人的声音，具有丰富的频谱和波形。
- 缓慢声波：波速较慢的声波，通常在固体或液体中传播，常用于地震学和岩石勘探。
总结：声波的类型可以根据频率和特性进行分类，包括低频声波、中频声波、高频声波、超声波以及一些特殊类型的声波。
这些声波类型在不同领域中有着广泛的应用，从传统的音频播放到现代的医学影像和科学研究。
了解声波的类型有助于我们更好地理解声波的特性和应用。
声音的分类及特征
声音的分类及特征声音是人类和动物产生的一种声波形式，可通过空气或其他介质传播。
声音的分类可根据声音的频率、幅度、声调和音色等特征来区分。
1.频率：声音的频率指的是声波振动的快慢程度，用赫兹（Hz）来表示。
根据频率的不同，声音可分为以下几类：-低音（低频声音）：频率在20Hz以下的声音，如重型机器的噪音或地震。
-中音（中频声音）：频率在20Hz到2000Hz之间的声音，如人类的语音或乐器的音调。
-高音（高频声音）：频率在2000Hz以上的声音，如鸟鸣或尖锐的汽笛声。
2.幅度：声音的幅度指的是声波的振幅大小，用分贝（dB）来表示。
根据幅度的大小，声音可分为以下几类：-强音：幅度大的声音，如火车鸣笛声或耳机播放的音乐。
-弱音：幅度小的声音，如远处传来的微弱声音或轻柔的音乐。
3.声调：声音的声调指的是声音的高低，用音高来表示。
根据声调的不同，声音可分为以下几类：-高音调：音高较高的声音，如女高音歌唱家的演唱声或小汽车的尖锐引擎声。
-低音调：音高较低的声音，如男低音歌唱家的演唱声或大型机器的低沉声。
4.音色：-人声：人类通过声带的振动产生的声音，具有复杂的谐波结构，从而表现出明显的性别、年龄和个人特征。
-乐器声：由乐器演奏产生的声音，每种乐器都有特定的音色，如钢琴、小提琴或吉他等。
-自然声：通过自然界中的物体振动产生的声音，如风声、雨声或海浪声。
声音不仅具有这些分类特征-可听性：人类的听觉范围在20Hz到20kHz之间，超出范围的声音无法被人类察觉。
-传播性：声音可通过空气、液体和固体等介质进行传播，但不传播于真空中。
-速度：声音在空气中的传播速度约为每秒340米，但速度会受到介质密度和温度的影响。
-声波的干涉和衍射：声波在遇到物体或通过障碍物时会发生干涉（声音加强或减弱）和衍射（声音绕射），从而影响声音的传播和传递。
-声音的产生：声音的产生是由物体的振动引起的，当物体振动时会使周围的介质也产生振动，从而形成声波。
1.4人耳听不到的声音
1.4 人耳听不到的声音【知识点1】声波的分类1.人耳能听到的声音叫作，它的频率范围是Hz至Hz.2.频率高于Hz的声音叫作超声波，频率低于Hz的声音叫作次声波.人耳(填“能”或“不能”)听到超声波或次声波.3.蝴蝶飞行时翅膀振动的频率为5~6Hz，苍蝇飞行时翅膀振动的频率为300~500 Hz，当它们都从你身边飞过时，你将( )A.只能听到蝴蝶的声音B.只能听到苍蝇的声音C.两者的声音都能听到D.两者的声音都听不到4.一个声源2min内振动了720次，它的频率为Hz，人耳(填“能”或“不能”)听到它发出的声音;小明练声时，发出声音的频率是200 Hz，则他的声带每秒钟振动次.【知识点2】超声波5.在蜿蜒的铁路线上“铁轨医生”正手持探伤仪给铁轨做“B超”(如图所示)，探伤仪发出的超声波无法为人耳听见，原因是超声波的( )A.传播速度太快B.响度太小C.频率太高D.频率太低6.下列不属于超声波应用的是( )A.海豚判断物体的位置和大小B.医生利用B超给病人检查脏器C.利用超声波清洗精细的零件D.用小提琴演奏优美的乐曲7.如图所示为可以塞进血管的新型记忆芯片，它内置56个超声波发射器和48个接收器，当它导入心脏后，会沿着心脏中的各个主动脉或静脉移动，实时拍摄下心脏内血管的情况，并能精确提供病变位置.下列关于该芯片的说法中，错误的是( )A.超声波能成像B.超声波穿透性强C.超声波方向性好D.超声波的频率低，人耳听不到8.有一种电动牙刷，它能发出超声波，直达牙刷刷毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服.下列说法正确的是( )A.电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播B.超声波不是由物体振动产生的C.超声波的音调很低，所以人听不到D.超声波能传递能量9.简述超声波的应用(各举一例).(1)在渔业生产上: ;(2)在航海上: ;(3)在医疗上: ;(4)在工业生产上: .10.如图，将眼镜放在超声波清洗机中清洗时，眼镜上的污垢振动频率大于Hz，超声波可以让物体高频率振动，说明声波具有.人耳听到超声波清洗机工作时发出的“嗡嗡”的声音，这(填“是”或“不是”)超声波.【知识点3】次声波11.一艘国际商船在“火地岛”发现了多年前神秘失踪的“马可波罗”号帆船，而船上的一切设备及物品完好无损.经科学家们多年的研究和探索，终于揭开了这些遇难者的“死亡之谜”，原来他们都死于风暴所产生的(填“超声波”或“次声波”).12.下列实例中，利用了次声波的是( )A.用声呐测量海底深度B.蝙蝠确定目标的方向和距离C.预报台风和地震D.塑料焊接器13.人能感受的声音频率有一定的范围，大多数人能听到的声音是可听声，大象进行交流的“声音”是一种次声波，人类听不到大象交流的“声音”是因为( )A.大象发出的声音太小B.次声波无法传入人耳C.次声波的频率大于2 000次每秒D.次声波的频率小于20次每秒14.由于人类还不能准确地预测地震，所以地震发生时常导致很多人丧生，但一些小动物对地震的预警比人类要好得多，其原因是小动物( )A.能听到频率较高的声音B.能听到地震中的次声波、C.能听到地震中的超声波D.能听到响度很小的声音15.生活在海边的渔民经常会看到这样的情景:风和日丽，平静的海面上出现一把一把小小的“降落伞”—水母，它们在近海处悠闲自得地升降、漂游.忽然水母像受到什么命令似的，纷纷离开海岸，游向大海.不一会儿，狂风呼啸，波涛汹涌，风暴便来临了.就划线部分，以下解释合理的是( )A.水母接收到了次声波B.水母接收到了大海的召唤C.水母感受到了温度的突然变化D.水母感受到了空气的流动加快【精选作业】1.下列说法正确的是( )A.人耳听不到超声波和次声波，但有的动物能听到B.足够强的超声波才能被人听到C.次声波对人类有百害而无一利D.人耳听不到的声音都叫次声波2.下列实例中，没有利用超声波的是( )A.倒车雷达B.用声呐探测海深C.用B超做体检D.用听诊器检查身体3.强烈地震总会造成大量人员伤亡及财产损失，下列说法错误的是( )A.地震时伴有次声波产生B.地震时会产生地震波，这种地震波不能在真空中传播C.地震时产生的地震波不是由物体振动产生的D.受灾人员通过呼喊和敲击方式求救主要是利用声音可以传递信息4.下列说法不正确的是()A.利用强超声波对钢铁、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切割加工B.在设计、建造大厅堂时，必须把回声现象作为重要因素加以考虑C.在石油勘探时，常采用人工地震的方法，即在地面上埋好炸药包，放上一个探头，把炸药引爆，探头就可以接收到地下不同层间界面反射回来的声波，从而探测出地下油矿D.利用超声波能够预报地震、侦察台风和大气中的核爆炸5.声音在海水中的传播速度是1 530 m/s，为了开辟新航道，某科学探测船利用回声探测仪器探测水下有无暗礁，如图所示，探测船发出的声音信号经0. 6 s后被船舱底的探测仪器接收到.(1)为了使探测船发出的声音有更好的回收效果，最好用什么声波?为什么?(2)该装置能不能用于测月地距离?为什么?(3)暗礁到探测船舱底的距离是多少?(4)探测船在海上航行时，轮船上的一位气象学家将一只氢气球凑近耳朵听了听，马上向大家发出紧急报告:“海上风暴即将来临”就在当天夜里，海上发生了强烈的风暴.一只氢气球怎么能预报海上的风暴呢?试分析气象学家判断风暴的物理学依据.6.阅读以下信息并回答问题.声呐的应用价值现代科学技术的发展使人们掌握了许多尖端、先进的探测技术.如雷达可以发现数百公里外的敌机;红外线望远镜可以在夜幕中发现隐蔽的敌人;卫星遥感技术可以在数小时内把地球表面扫描一遍;射电天文望远镜可以观察到遥远的宇宙空间.但是为什么在水中不采用这些先进技术而仍用落后的声呐呢?原来，海水能吸收电磁波，雷达用不上了;海水吸热能力太强，红外线技术无用武之地;水的透光能力差，而吸收光的能力很强，光学观察设备如望远镜也用不上了，特别是深海中一片漆黑，什么也看不见，探照灯又会暴露自己.而海水的传声能力比空气强得多，声呐技术就应运而生了.声呐机发出一束束不同频率的声信号，再用特殊设备接收反射信号加以分析，这样就如同安上了蝙蝠的耳朵，周围的情况也就一“目”了然了.超声雷达还可以探测云层.地面设备向云层发射一束束超声波，根据反射时间可以计算出云层高度，再分析回声的频率变化，可以侧出云层在空中移动的速度.因此，声呐技术在它的特殊领域仍有着不可取代的地位.(1)声音是由物体振动产生的，在15℃的空气中的传播速度为，正常人耳能听到的声音的频率范围是.(2)从文中可以看出声呐技术有哪些应用?①;②.。
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声音频率分布
次声波 <20Hz
人耳可听域 20～20,000Hz
超声波 >20,000Hz
声 源 种 类
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男性语音 女性语音 电话语音 调幅广播(AM) 调频广播(FM) 高级音响
➢掩蔽音的声压级越高，掩蔽量越大，掩蔽的频率范围越宽；
➢低频音对高频音掩蔽作用大，高频音对低频音掩蔽作用小；
❖有利有弊
➢弊：听不清要听的内容，降低工作效率 ➢利：避免一些噪声的干扰，提高工作效率
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2.哈斯效应（优先效应）
实验证明，人的听觉有先入为主的特性。哈斯效 应就是由哈斯发现的，人们不能分辨出来某些延 迟音的现象。 当两个强度相等而其中一个经过延迟的声音一同 传到人耳时：
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2020/12/10
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第1节 声音的物理特性
一、声波，声音及声音的分类 二、 声波的基本参数 三、声音的特性参数 四、声音的传播
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一、 声波，声音及声音的分类
声波与声音是两个有联系，又有区别的概念。
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1. 响度
ß 人耳对声音强弱的主观感觉称为响度（单位sone ）。它是与声波振幅这个物理量相对应的心理量 。决定响度的因素主要是作用在人耳的声压或声
强大小，但两者并不成正比，且同样的声压在不 同频率时，感觉的响度也不同。
超声波的波形分类
超声波的波形分类
超声波是一种高频声波，它的应用非常广泛，包括医学、工业、测量
等领域。
在医学领域中，超声波被广泛应用于诊断和治疗。
在超声波
的应用过程中，对其波形的分类是非常重要的。
超声波的波形主要分为三类：正弦波、方波和脉冲波。
正弦波是一种周期性变化的信号，它具有连续性和平稳性。
正弦波的
特点是振幅、频率和相位都是恒定不变的。
在医学领域中，正弦波被
广泛应用于诊断和治疗。
例如，在心脏超声检查中，正弦波被用来检
测心脏功能。
方波是一种具有矩形脉冲形状的信号。
方波具有快速上升和下降时间，并且在高电平期间保持恒定电压值，在低电平期间保持零电压值。
方
波主要用于数字信号传输和数字逻辑电路设计等领域。
脉冲波是一种具有突然变化的信号，它通常由一个短暂的脉冲组成。
脉冲波的特点是振幅和宽度都很短暂，但是它具有非常强的穿透力和
反射能力。
在医学领域中，脉冲波被广泛应用于超声检查和治疗。
例如，在超声检查中，脉冲波被用来检测人体内部的器官和组织。
总之，超声波的波形分类对于超声波的应用非常重要。
不同类型的波形具有不同的特点和应用领域。
在实际应用过程中，需要根据具体情况选择合适的超声波类型，并结合其他技术手段进行诊断和治疗。
声波频率分类
声波频率分类
以下是 8 条关于“声波频率分类”的内容：
1. 嘿，你知道吗，声波频率那可是有好多不同类别呢！就像咱们人有不同性格一样。
比如你听那高音歌唱家唱歌，那高音频率就是声波频率里很独特的一类呀。
想想咱们听到那清亮的高音时，是不是特别震撼呢？
2. 哇塞，声波频率分类可神奇啦！像那种很低很低的声音频率，就好比是一只大象在缓慢地踱步，是不是感觉很有力量啊！就像在一些交响乐里那些低沉的音符。
3. 嘿呀，你们想想看，声波频率分类是不是超级有意思呀！中频率的声波呢，就好像是我们日常生活中平平常常但又不可或缺的那些小事情，不显眼但又很重要呀，比如说平时说话的声音频率。
4. 哎呀呀，声波频率分类真的让人好奇不已呢！高频的声波就像一只活泼的小鸟在枝头欢唱，叽叽喳喳的特别欢快呢，像那些尖锐的警报声不就是高频嘛。
5. 你们可千万别小看声波频率分类哟！就说那种超低频率的，这不就跟一个很沉稳的人一样，不轻易表露自己，但却有着很深刻的内涵呀，像地震波那样的超低频率。
6. 哇哦，声波频率分类真的是千奇百怪呢！那超高频的频率，就如同夜空中最闪亮的星星，一下子就能抓住你的注意力，像那种很刺耳的金属摩擦声。
7. 咳咳，声波频率分类有意思着呢！不同频率就好像不同角色在一部大戏里，都有着自己独特的表现呢。
比如那种中频偏上的，像是一个欢快的小伙子在奔跑呼喊。
8. 总之呢，声波频率分类真的是太丰富多样啦！它们各自有着自己的特点和魅力，就等着我们去慢慢发现和感受呀！
我的观点结论是：声波频率分类真的是非常丰富且有趣的，值得我们更深入地去了解和探索。
超声波的定义及特性
（4）讨论① ②ຫໍສະໝຸດ Z2 Z1 则 Z2 Z1 则
aaIr Ir
这是当f＝1kHz时，人耳能听觉的最小声强，国际通用。
5. 声阻抗率Z （1）定义 声场中某点的声压与该质点振动速度之比称声阻抗率 Z＝P/v 对于平面波，可求得： Z＝P/v＝ρc 在水和空气中,还可得：Z＝P/v＝ρc＝(Bρ)1/2 式中：ρ—介质密度，c —声速，B—体积弹性系数 （2）说明 ① Z只与介质本身声学特性有关，又称特性阻抗； ② Z的单位是瑞利，1瑞利＝1g/cm2·S； ③ 声阻抗率越大，超声纵波速度越快。
2. 速度： v＝dξ/dt＝－Aω0 sin(ω0t-φ) ＝－Vm sin(ω0t-φ)
式中：Vm ＝Aω0 ——最大速度 3. 加速度：a＝dv/dt＝－Aω02 cos(ω0t-φ)
＝－B cos(ω0t-φ) 式中：B ＝Aω02 —— 最大加速度 单个质点无阻尼振动：动能、势能转换，能量守恒。
声学：Z＝P/v， 电学：R＝U/I， 类比：Z－R，P－U，V－I
超声成像只能用于那些有液体和软组织的、 且声波传播通路上没有气体或骨骼阻挡的那些 区域。
在液体和软组织中，声速和声阻抗变化不 大，使得声反射量适中，既保证了界面回波的 显像观察，亦保证了声波可穿透足够的深度。 此外，接收回波的时延与目标深度成近似的正 比关系，这是B超诊断图像成功应用必要的物 理基础。
（1）c与波类型有关。横波c＞纵波c。
（2）在流体与气体介质中（平面纵波）：c B/
B－介质的体积弹性系数 ρ－介质的密度 （3）c与温度有关——因B与温度有关。 如：空气中一定温度内每升高1℃，声速约增加
0.6m/S。 （4）c与频率无关，即无频散（色散）现象。
声音的频率范围
声音的频率范围声音是我们日常生活中无法忽视的一部分，它通过震动空气产生，并被我们的耳朵所接收和感知。
声音的频率是指每秒钟震动的次数，通常以赫兹（Hz）来衡量。
不同频率的声音给人们带来不同的听觉体验和感受。
本文将探讨声音的频率范围及其在不同领域的应用。
一、声音的频率范围及分类声音的频率范围很广，可以从低音到高音进行分类。
根据人耳的听觉范围，人类能够听到的声音频率范围大约为20Hz到20kHz。
超过20kHz的声音被称为超声波，而低于20Hz的声音被称为次声波。
具体来说，声音的频率范围可以分为以下几个部分：1. 低音（20Hz - 250Hz）低音是指频率较低的声音，它们的振动次数相对较少。
低音通常给人一种低沉、厚重的感觉，例如雷声和重低音音乐。
低音也常被用于电影、音乐和游戏中，以增强氛围和营造紧张的氛围。
2. 中音（250Hz - 2000Hz）中音是指频率介于低音和高音之间的声音。
大部分人的语言基调属于中音范围。
中音通常听起来比较平均和柔和，容易引起人们的共鸣和共鸣。
中音也是音乐乐器中重要的组成部分，如吉他和小提琴的音色就主要集中在中音区域。
3. 高音（2000Hz - 20kHz）高音是指频率较高的声音，它们的振动次数更为频繁。
高音通常给人一种尖锐、明亮的感觉，例如鸟叫声和尖锐的哨声。
高音也用于通信设备和报警系统中，因为它们更容易被人们听到并引起注意。
4. 超声波（20kHz以上）超声波是指频率高于20kHz的声音。
超声波在医学、工业和科学实验中得到广泛应用。
例如，超声波在医学领域可以被用于检测器官和组织的病变，同时也可以用于清洁和分析实验室设备。
另外，超声波还可以被用于动物和昆虫的驱逐，以及一些物种的通信和导航。
5. 次声波（20Hz以下）次声波是指频率低于20Hz的声音。
次声波虽然人耳无法听到，但它们在某些情况下仍然起到重要作用。
次声波可以用于地震监测和海洋勘探，同时还可以传递远距离的低频信号。
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2.2.2 按波形分类
据波阵面形状不同，可以把不同波源发 出的波分为平面波、柱面波和球面波。
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2.2.3 按振动的持续时间分类
波源振动的持续时间长短，连续波/脉冲波。 1.连续波
波源持续不断地振动所辐射的波称为连续波， 超声波穿透法检测常采用连续波。 2.脉冲波 波源振动持续时间很短（通常是微秒数量 级），间歇辐射的波称为脉冲波。目前超声 检测中广泛采用的就是脉冲波。
2.2.1 按波型分类
4.板波 在板厚与波长相当的簿板中传播的波，称为板波。 根据质点的振动方向不同可将板波分为SH波和兰姆波。
（1）SH波：SH波是水平偏振的横波在簿板中传播的波。簿板中各 质点的振动方向平行于板面而垂直于波的传播方向，相当于固 体介质表面中的横波。
（2）兰姆波：兰姆波又分为对称型（S型）和非对称型（A型）， 如图1.9所示。
2.2.1 按波型分类
3.表面波R 当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波，
称为表面波，常用R表示，如图1.7所示。表面波是瑞利1887年首 先提出来的，因此表面波又称瑞利波。 表面波在介质表面传播时，介质表面质点作椭圆运动，椭圆长 轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向。椭圆运动 可视为纵向振动与横向振动的合成，即纵波与横波的合成。因 此表面波同横波一样只能在固体介质中传播，不能在液体或气 体介质中传播。 表面波只能在固体表面传播。表面波的能量随传播深度增加而 迅速减弱。当传播深度超过两倍波长时，质点的振幅就已经很 小了。因此，一般认为，表面波检测只能发现距工件表面两倍 波长深度内的缺陷。
2.2 波的类型
2.2.1 按波型分类
根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同，可将波动分为 多种波型，在超声检测中主要应用的波型有纵波、横波、表面波和板波等。 1、纵波L 介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波，称为纵波，用L表示。 纵波中介质质点受到交变拉压应力作用并产生伸缩形变，故纵波亦称为压缩波。 而且，由于纵波中的质点疏密相间，故又称为疏密波。 凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波。固体介质能承受拉伸或压缩应 力，因此固体介质可以传播纵波。液体和气体虽然不能承受拉伸应力，但能承 受压应力产生容积变化，因此液体和气体介质也可以传播纵波。 2、横波S（T） 介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为横波，用S或T表示。 横波中介质质点受到交变的剪切应力作用并产生切变形变，故横波又称为切变 波。 只有固体介质才能承受剪切应力，液体和气体介质不能承受剪切应力，故横波 只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。 机械波课件\g2wlkj-10\横波和纵波的传播.swf
钢板、锻件检测等
横波
表面波
板波
对称型 （S型）
非对称型 （A型）
质点振动方向垂直于 波传播方向
固体、特别粘的薄液 层
质点作椭圆运动,
椭圆长轴垂直波传播方 向,
短轴平行于波传播方向
固体表面，且固体的 厚度远大于波长
上下表面：椭圆运动， 中心：纵向振动
上下表面：椭圆运动， 中心：横向振动
固体介质（厚度为几 个波长的的薄板）
脉冲波的频谱
一个脉冲波可以分解为多个不同频率的 谐振波的叠加。 傅立叶变换 将复杂振动分解为谐振动的方法，称为 频谱分析。
频谱分析结果 频谱特征量主要有峰值频率、频带宽度 和中心频率
对称型（S型）：簿板中心质点作纵向振动，上下表面质点作椭圆 运动、振动相位相反并对称于中心。
非对称型（A型）：簿板中心质点作横向振动，上下表面质点作椭 圆运动、相位相同，不对称。
2.2.1 按波型分类
超声检测中常用的波型
波的类型
质点振动特点
传播介质
应用
纵波
质点振动方向平行于 波传播方向
固、液、气体
焊缝、钢管检测等 钢管检测等 <6mm）
2.2.2 按波形分类
波的形状（波形）是指波阵面的形状。 波阵面：同一时刻，介质中振动相位相同的所有质点
所联成的面称为波阵面。 波前：某一时刻，波动所到达的空间各点所联成的面
称为波前。 波前是最前面的波阵面，是波阵面的特例。任意时刻， 波前只有一个，而波阵面却有很多。 波线：波的传播方向称为波线。 在各向同性的介质中，波线恒垂直于波阵面或波前。