物理七声波
医用物理学第四章 声波
声波可在气、液、固中传播。
第四章 声波
3.声强 （声波的强度） 声强：单位时间内通过垂直于声波传播 方向的单位面积的声波能量
I
1 2
u 2 A2
1 2
Zv
2 m
Pm2 2Z
单位：J﹒s-1 ﹒ m-2 = W ﹒ m-2
I 与Pm2成正比， I与Z反比
第四章
反射与折射
Z1
Z2
Ii
Ir
It
单位：N·m-2
第四章 声波 2.声阻抗
介质质点振动速度幅值： vm A
声阻抗： 声压幅值Pm与速度幅值Vm之比。
Z Pm uA u
vm
A
Z u
单位：kg﹒m-2 ﹒ s-1
是表征介质声学特性的一个物理量。
第四章 声波 几种介质的声速和声阻抗
介质
空气(0 ℃) 空气(20℃) 水(20 ℃)
关于 u
•波速：与介质和波的类型有关而与波源无关 或换言之：
波一旦从振源发出就忘记了自己的来源， 而以介质给定的特定速度在介质中传播。
•波的频率：介质中某点单位时间内振动的次数。
波的频率是波源振动的频率，与介质无关
•波长：一个完整波在介质中沿波线展开的长度。
关系式 u 是介质中某点三量的关系。
u
u u
40
39000
=40000Hz
u o u u 40 40000 =41000Hz
u s
u
例题：一观察者坐在带有喇叭的车上，喇叭
连
续
地
发
出
频
率
为300H
的
物理-波-声波
旺財在吠！压缩稀疏但通常人们把声音显示为 "上下" 振动的波。
低于 20赫兹的声音叫次声，高于 20,000赫兹叫超声。
人类对 1,000 和 4,000赫兹之间的声音最敏感：典型的 "等响"曲线（dB 与响度的解释在下面！）随着年龄的增长，我们对高音的敏感都也会减低（成人可听到的最高音通常大约是 12,000赫兹）。
声音强度声音强渡是功率每单位面积一般的测量单位是瓦特没平方米（W/m 2）（注意：1 W/m 2 是非常大的强度，和在链锯旁边的声音差不多。
）强渡与分贝强渡是我们对声音大小的感觉。
要我们感觉到声音大一倍，声音的强度需要大十倍。
例子：输入到扬声器的功率是 1瓦特。
你的朋友说： "声音大一倍可以吗？"扬声器需要大约 10瓦特的功率才可以使声音听上来响亮一倍。
我们用分贝（dB）为强度的测量单位：+10 dB 就是 10× 的强度+20 dB 就是 100× 的强度+30 dB 就是 1000× 的强度依此类推声音的尺度从零（即是人耳可以听到最轻的声）开始，随着强度增加：分贝(dB)强度（W/m 2）人耳可以听到最轻的声10-1210针跌到地上10-1120风吹叶子的沙沙生10-1030低语10-940图书馆10-850安静对话10-760餐厅10-670一般电视机10-580货车10-490机动刈草机10-3100摩托车0.01110摇滚乐演唱会0.1120链锯1130难受10140喷气式飞机起飞，对耳朵有危险100150引致耳聋1000194最大的声音，可以引致死亡在 194分贝的强度，音波变成激波（像爆炸的冲击波）。
反平方反平方：当一个值随另一个值的平方减小。
例子：声音与距离离声音越远，声音就越弱。
面积功率每平方米随着距离的平方减小。
因为：在双倍距离的能量散开到 4倍的面积在三倍距离的能量散开到 9倍的面积依此类推音速声音在气体（例如空气）里的速度最慢，在液体（例如水）里较快，在固体里最快。
物理学中的声波物理及其应用
物理学中的声波物理及其应用声波是一种传播在固体、液体和气体中的机械振动，是音波的主要类型。
在物理学中，声波学是一门研究声音的物理学科，它涵盖了声波的产生、传播和控制等方面的知识。
声波的基本特征是波长、频率和速度。
波长是声波传播的距离，频率是声波振动的快慢，速度是声波在介质中传播的速度。
声波传播的介质可以是固体、液体或气体。
在科技发展的过程中，声波物理已经得到了广泛的应用，如声韵学、声纳测深、医学声学、超声波检测等。
1.声学理论声学理论是声波物理学的重要组成部分之一，它主要研究声波的产生、传播和声音的特性。
声音是由物体的振动所产生的，根据振动的幅度和频率不同，声音的音量和音调也会不同。
声音的单位是分贝（db），分贝的大小决定了声音的噪音水平。
在声学理论中，还有一个重要的概念是共振。
共振是指在一个系统中，当一个物体受到外界的振动导致系统共振时，会产生比外界振动更大的振幅，从而引起共振效应。
2.声纳测深声纳测深是一种通过声波来测量水深的技术，其基本原理是测量水面上的声波来自海底的反射时间，从而计算出水的深度。
这项技术在海洋探测、海底地形测绘和海岸线勘测等方面有着重要的应用。
3.医学声学医学声学是利用声波对人体进行诊断和治疗的一种技术，包括超声波诊断、声波治疗、声波吸脂和声波破碎等。
其中，超声波诊断是应用最广泛的一种医学声学技术。
超声波是一种频率高于人耳能听到范围的声波，其通过应用超声波探头向人体内部进行扫描，从而得到影像。
超声诊断可以在不使用放射线的情况下对人体内部进行检查，因此被广泛应用于心脏、肝脏、胰腺、乳腺和妇科等领域。
4.超声波检测超声波检测是利用声波对材料进行缺陷、结构和粗糙度等方面的检测，包括无损检测、材料检测和人造材料缺陷检测等。
它还可以应用于工业、航空和民用领域中物料的检测和质量控制。
5.声波控制技术声波控制技术是指利用声波的控制作用对声音进行改善和处理的一种技术，包括噪音控制、声波降噪、声波隔音和声波消音等。
《医用物理学》 声波的基本性质
同一声压下，Z愈大，介质质元获得的振动速度愈小； 反之则反。
三、声强(intensity of sound)
定义：声波平均能流密度的大小 即声波的强度
I 1 u 2 A2 pm2 pe2 pe2
2
2u u Z
4.1 声波的基本性质
四、声的反射和折射
声强反射系数（ rI ）：反射波与入射波强度之比. 声强透射系数（ I ）：透射波与入射波强度之比
4.1 声波的基本性质
p
uA
cos t
y u u
2
声压幅值 pm uA
Vm A
有效声压
pe
pm 2
uA
2
uVm
2
4.1 声波的基本性质
二、声阻抗(acoustic impedance)
Z
p
pm uA u 单位：瑞利 m A
Pa s m1
声阻, 仅由介质的性质决定
i (incidence); i(reflect) r (transmission)
垂直入射时：
rI
Ii Ii
Z Z
2 2
Z1 Z1
2
Ii Ii
Z1
I
Ir Ii
4Z1Z 2 Z1 Z2 2
Z2
Ir
4.1 声波的基本性质
2
rI
Ii Ii
Z Z
2 2
Z1 Z1
I
Ir Ii
4Z1Z 2 Z1 Z 2 2
4.1 声波的基本性质
机械波
次声波：< 20Hz 声 波：20-20000Hz （sound wave） 超声波：> 20000Hz
4.1 声波的基本性质
一、声压(sound pressure)
高中物理知识点总结：波的性质与波的图像、波的现象与声波
⾼中物理知识点总结：波的性质与波的图像、波的现象与声波⼀. 教学内容：1. 波的性质与波的图像2. 波的现象与声波【要点扫描】波的性质与波的图像（⼀）机械波1、定义：机械振动在介质中传播就形成机械波．2、产⽣条件：（1）有做机械振动的物体作为波源．（2）有能传播机械振动的介质．3、分类：①横波：质点的振动⽅向与波的传播⽅向垂直．凸起部分叫波峰，凹下部分叫波⾕②纵波：质点的振动⽅向与波的传播⽅向在⼀直线上．质点分布密的叫密部，疏的部分叫疏部，液体和⽓体不能传播横波。
4. 机械波的传播过程（1）机械波传播的是振动形式和能量．质点只在各⾃的平衡位置附近做振动，并不随波迁移．后⼀质点的振动总是落后于带动它的前⼀质点的振动。
（2）介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同．（3）由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动．（⼆）描述机械波的物理量1. 波长λ：两个相邻的，在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中，两个相邻的波峰或相邻的波⾕之间的距离．在纵波中两相邻的密部（或疏部）中央间的距离，振动在⼀个周期内在介质中传播的距离等于波长2. 周期与频率．波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变。
波从⼀种介质进⼊另⼀种介质时，唯⼀不变的是频率（或周期），波速与波长都发⽣变化．3. 波速：单位时间内波向外传播的距离。
v＝s/t＝λ/T＝λf，波速的⼤⼩由介质决定。
（三）说明：①波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动是⼀种受迫振动，驱动⼒来源于波源，所以波的频率由波源决定，是波源的频率.波速是介质对波的传播速度．介质能传播波是因为介质中各质点间有弹⼒的作⽤，弹⼒越⼤，相互对运动的反应越灵敏，则对波的传播速度越⼤．通常情况下，固体对机械波的传播速度较⼤，⽓体对机械波的传播速度较⼩．对纵波和横波，质点间的相互作⽤的性质有区别，那么同⼀物质对纵波和对横波的传播速度不相同．所以，介质对波的传播速度由介质决定，与振动频率⽆关．波长是质点完成⼀次全振动所传播的距离，所以波长的长度与波速v和周期T有关．即波长由波源和介质共同决定．由以上分析知，波从⼀种介质进⼊另⼀种介质，频率不会发⽣变化，速度和波长将发⽣改变．②振源的振动在介质中由近及远传播，离振源较远些的质点的振动要滞后⼀些，这样各质点的振动虽然频率相同，但步调不⼀致，离振源越远越滞后．沿波的传播⽅向上，离波源⼀个波长的质点的振动要滞后⼀个周期，相距⼀个波长的两质点振动步调是⼀致的．反之，相距1/2个波长的两质点的振动步调是相反的．所以与波源相距波长的整数倍的质点与波源的振动同步（同相振动）；与波源相距为1/2波长的奇数倍的质点与波源的振动步调相反（反相振动．）（四）波的图象（1）波的图象①坐标轴：取质点平衡位置的连线作为x轴，表⽰质点分布的顺序；取过波源质点的振动⽅向作为y轴表⽰质点位移．②意义：在波的传播⽅向上，介质中质点在某⼀时刻相对各⾃平衡位置的位移．③形状：正弦（或余弦）．要画出波的图象通常需要知道波长λ、振幅A、波的传播⽅向（或波源的⽅位）、横轴上某质点在该时刻的振动状态（包括位移和振动⽅向）这四个要素．（2）简谐波图象的应⽤①从图象上直接读出波长和振幅．②可确定任⼀质点在该时刻的位移．③可确定任⼀质点在该时刻的加速度的⽅向．④若已知波的传播⽅向，可确定各质点在该时刻的振动⽅向．若已知某质点的振动⽅向，可确定波的传播⽅向．⑤若已知波的传播⽅向，可画出在Δt前后的波形．沿传播⽅向平移Δs＝vΔt.波的现象与声波（⼀）波的现象1. 波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播的现象．（1）波⾯：沿波传播⽅向的波峰（或波⾕）在同⼀时刻构成的⾯．（2）波线：跟波⾯垂直的线，表⽰波的传播⽅向．（3）⼊射波与反射波的⽅向关系．①⼊射⾓：⼊射波的波线与平⾯法线的夹⾓．②反射⾓：反射波的波线与平⾯法线的夹⾓．③在波的反射中，反射⾓等于⼊射⾓；反射波的波长、频率和波速都跟⼊射波的相同．（4）特例：夏⽇轰鸣不绝的雷声；在空房⼦⾥说话会听到声⾳更响．（5）⼈⽿能区分相差0.1 s以上的两个声⾳．2. 波的折射：波从⼀种介质射⼊另⼀种介质时，传播⽅向发⽣改变的现象．（1）波的折射中，波的频率不变，波速和波长都发⽣了改变．（2）折射⾓：折射波的波线与界⾯法线的夹⾓．（3）⼊射⾓i与折射⾓r的关系v1和v2是波在介质I和介质Ⅱ中的波速．i为I介质中的⼊射⾓，r为Ⅱ介质中的折射⾓．3. 波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象．衍射是波的特性，⼀切波都能发⽣衍射．产⽣明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺⼨⽐波长⼩或与波长相差不多。
高一物理声波知识点
高一物理声波知识点声波是一种机械波，是通过介质中的分子振动传递能量的波动现象。
在高一物理学习中，声波是一个重要的知识点。
本文将从声波的概念、特性、传播和应用等方面展开论述。
一、声波的概念及特性声波是由物体振动产生的，通过介质传播的一种波动。
其振动的源头可以是声源，例如乐器演奏、人类的声带振动等。
声波传播需要介质，常见的介质包括空气、水和固体等。
声波的主要特性包括频率、振幅和波长。
1. 频率：声波的频率是指在单位时间内传播波动的次数，单位是赫兹（Hz）。
频率越高，声音越高音调尖锐；频率越低，声音越低音调低沉。
2. 振幅：声波振幅是指声压波动的最大值，也可以理解为声音的强度。
振幅越大，声音越大；振幅越小，声音越小。
3. 波长：声波的波长是指在传播中一个完整的波动所占据的空间距离。
波长和频率有关，频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。
二、声波的传播声波在介质中传播，其传播方式分为纵波和横波两种。
1. 纵波传播：纵波是指波动方向与能量传播方向相同的一种波动。
在纵波中，介质中的分子在振动时沿着与能量传播方向相同的方向振动。
例如，声波在气体中的传播属于纵波传播。
2. 横波传播：横波是指波动方向与能量传播方向垂直的一种波动。
在横波中，介质中的分子在振动时垂直于能量传播方向振动。
例如，水面上的波浪就是横波。
三、声波的反射、折射和衍射声波在遇到障碍物或介质界面时会发生反射、折射和衍射现象。
1. 反射现象：当声波遇到障碍物或介质边界时，部分能量会返回原来的介质中，形成反射波。
例如，我们能够听到在墙上发出声音后返回的回声，这就是声波的反射现象。
2. 折射现象：当声波从一个介质传播到另一个介质时，由于介质的密度、弹性模量等性质不同，声速也会发生变化，导致声波传播方向发生偏折。
这种现象称为声波的折射。
3. 衍射现象：当声波遇到细缝、小孔或物体边缘时，波动会绕过这些障碍物并向后方散射。
这种现象被称为声波的衍射。
例如，我们在听到来自门外声音的同时，声波就经过了门缝的衍射。
九年级声波物理知识点
九年级声波物理知识点声波是一种机械波，它是由物体振动引起的，通过媒质传播。
声音是我们日常生活中常见的一种声波，它扮演着非常重要的角色。
在九年级的物理学习中，我们需要了解声波及其相关概念和性质。
本文将介绍九年级声波物理知识点，帮助大家更好地理解这一内容。
1. 声速声速是指声波在单位时间内传播的距离。
一般而言，声速的大小与媒质的密度和弹性有关。
在空气中，声速约为343米/秒；在水中，声速约为1498米/秒。
需要注意的是，声速还与温度有关，温度的升高会导致声速的增加。
2. 声波的传播特点声波具有以下几个传播特点：（1）机械波性质：声波是一种机械波，需要介质传播，并且只能在固体、液体、气体等有质量的媒质中传播。
在真空中声波无法传播。
（2）纵波性质：声波是一种纵波，即媒质质点振动方向与波传播方向相同。
相比之下，横波则是媒质质点振动方向与波传播方向垂直的波。
（3）机械波传播的通性：声波遵循机械波传播的通性，即反射、折射和衍射。
这些现象使得声波在不同的环境中传播和变化。
3. 声波的频率和周期声波的频率是指单位时间内波的周期数，用赫兹（Hz）表示。
周期是指一个完整波形所经历的时间。
频率和周期是一一对应的，通过相互转换可以得到。
在物理中，我们常用频率来描述声波的特性。
4. 声音的音量和音调声音除了具有频率外，还具有音量和音调这两个方面的特征。
（1）音量：音量与声音的振幅有关，振幅越大，音量越大。
通过增大声源的振幅或改变传播媒质的特性，可以增加声音的音量。
（2）音调：音调与声音的频率有关，频率越高，音调越高。
通过改变发音器官的振动情况，可以改变声音的音调。
5. 回声和共鸣回声是指声波在遇到障碍物后返回的现象。
当声波与建筑物或其他物体相撞时，会发生反射，并产生回声。
我们可以通过测量声音的回声时间来估计物体的距离。
共鸣是指当一个物体的固有频率与外界声音的频率相同或者接近时，会发生共振现象。
共鸣会增强声音的音量，使其更加清晰和响亮。
声波的基本性质及传播规律
垂直于传播 相互平行 方向的平面 的直线 以任何值为 由声源发出 半径的球面 的半径线 同轴圆柱面 线声源发出 的半径线
球面声波
点声源
p r, t
p pA
pA cos(t kr ) r
柱面声波
线声源
2 cos(t kr ) kr
2.3 描述声波的基本物理量
声压：压强的改变量(p′- p0)(Pa)
DI是指向性指数，
DI 10 lg R
Lp LW 20lg r 11 DI
r2 L 20 lg r1
2.7.2 点声源在半自由空间中的辐射
某一方向θ上的声压级计算
上次课内容回顾
声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级
声压级的叠加
Lp 10lg(10
i 1
n
0.1Lpi
)(dB)
3 2 1 0
81dB、 72dB 、 78dB、81dB
0
5
10
15
分贝相加曲线
上次课内容回顾
声压级的相减
熟悉倍频程的 概念和划分
0.1Lp 2
Lp1 10lg(10
2.声波的基本性质及传播规律
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 声波的产生和传播 声波的类型 描述声波的基本物理量 声波的频率和噪声的频谱 声波的叠加（级的叠加） 声波的反射、折射和衍射 声源的辐射 声波在传播中的衰减
2.1 声波的产生和传播
声源振动
纵波和横波 声场
弹性媒介振动
Lp（dB）
f2 n 2 f1
Lp（dB） Lp（dB）
离散谱
f（Hz）
连续谱
初中物理声波的特性和应用解析
初中物理声波的特性和应用解析声波是一种机械波，是由物质的振动引起的，通过介质传播的一种能量传递方式。
在日常生活中，声波起着至关重要的作用，如通信、音乐、声音的传播等。
本文将对初中物理中声波的特性和应用进行解析，帮助读者更好地理解和应用相关知识。
一、声波的特性声波具有以下几个主要的特性：1. 频率：声波的频率是指单位时间内波动的次数，用赫兹（Hz）表示。
频率越高，声音越高音调越高，频率越低，声音越低音调越低。
人耳所能听到的频率范围为20Hz至20kHz。
2. 波长：声波的波长是指在一个完整的波动周期中，波的传播距离。
波长与频率成反比，频率越高波长越短，频率越低波长越长。
波长与声速（v）和频率（f）之间的关系可通过公式λ = v / f 计算得出。
3. 速度：声波在特定介质中的传播速度与介质的性质有关。
在空气中，声速大约为每秒343米，而在水中传播的声速约为每秒1500米。
4. 幅度：声波的幅度是指振动物体产生声波时偏离平衡位置的最大距离。
幅度与声音的响度有关，幅度越大，声音越响。
5. 声音的方向性：声波是一种球面波，具有向各个方向传播的特性。
但当声波遇到边界（如墙壁或隔音板）时，会出现反射、折射和衍射等现象，使得声音在空间中的分布具有一定的方向性。
二、声波的应用声波具有许多实际应用，以下是其中几个常见的应用：1. 通信：声波是一种重要的信息传递方式，如电话、对讲机、无线电等通信设备都是利用声波传递信息的原理。
2. 音响系统：声波在音响系统中的应用广泛，如扬声器将电信号转换成声波，使我们能够听到音乐、电影对白等声音。
3. 医学应用：超声波是一种高频声波，具有穿透组织的能力，常用于医学超声检查、超声波清洗、理疗等方面。
4. 距离测量：利用声波的传播速度和回声原理，可以测量距离。
例如超声波测距仪、声纳等设备常被用于测量距离和检测障碍物。
5. 音乐与娱乐：声波是音乐的基础，人们通过各类乐器演奏发出声波，赋予音乐以韵律和美感。
物理课本PPT_声波
声波
3-1 声波的传播 3-2 空腔中的声音 3-3 声音的共鸣
3-1 声波的传播
• 声波属于力学波的一种，必须靠介质的扰 动来传送能量。
3-1 声波的传播
• 在流体（如空气）中传播的声波为纵波， 但一般弹性体内传播的声波可以为纵波或 横波。
3-1 声波的传播
• 声波在空气中传播时，造成空气的密度和 压力的微幅变化，产生相间的密部和疏部， 故声波也是一种疏密波。
• 对于声波而言，共振又称为共鸣。共鸣的 作用是将物体的振动能量有效地转换为声 波的能量。
3-3 声音的共鸣
• 弦乐器因为是利用琴 弦的振动而发音，故 单凭弦的振动，其所 能扰动的空气量很少， 发出的声音将非常微 弱，因此通常都藉着 安装一个音箱或共鸣 板，透过共振的原理 将声音放大。
• 管内空气密度并非均匀， 而是沿着管子做周期性 变化，且发出的声音之 音调比前述空气进行单 纯可分为闭管和开管两类。 • 闭管是指一端封闭，另一端开口的空管，
例如单簧管。 • 开管则是两端皆开口的空管，例如直笛。 • 当管腔内的空气柱振动时，就能发出声音。
3-1 声波的传播
• 当声波传播时，疏部和密部都以相同的速 率前进，但是声波只是传送空气的扰动， 而不会将空气带走。一小块空气仅在其原 平衡位置前后作来回振动而已。
3-1 声波的传播
• 当声波传播时，在空气压力变化极大的位 置，介质的位移为零。当介质的位移为极 大或极小时，其对应的空气压力变化为零。
3-2 空腔中的声音
• 闭管或开管内的空气柱振动时，形成驻波， 有其特定的振动频率。
3-2 空腔中的声音
• 一固定长度的闭管所能发出的共振频率是 其基频（最低频率）的奇数倍，即各共振 频率的比为1：3：5：……等。
物理学中的声波现象
物理学中的声波现象声波是一种机械波，它是由物体振动所产生的。
在空气中，声波以震荡的方式扩散，并且通过耳朵来让我们听到声音。
声音的高低取决于声波的频率，而声音的响度则取决于声波的振动幅度。
声波的传播速度与介质的密度和弹性有关。
在空气中，声波的速度通常约为340米/秒。
当声波传播到一个密度和弹性较高的介质中时，它的速度会变慢。
这就是为什么在水中听到的声音速度比在空气中听到的声音速度快得多。
在物理学中，声波是一个广泛研究的领域，有很多有趣的现象值得进一步探究。
共振与泛音共振是指当一个物体受到与其自然频率相同的振动刺激时，它会产生更加强烈的振动。
这种现象可以在各种物理系统中被观察到。
在声波中，共振可以表现为泛音。
泛音是指在一个声音源产生的基音之外，还有一系列频率为基音整数倍的次级音，它们会以不同的振幅和时间延迟出现。
这些次级音可以转化为人耳能够识别的声音信号。
在乐器制作和演奏中，泛音是一种有用的技巧，可以用来产生更加复杂和富有层次的声音。
声波干涉声波干涉是指两个或多个声波相遇并以一种有规律的方式交互作用。
当两个声波相遇时，它们会根据它们的振幅、频率和相位之间的差异相互干涉。
声音的干涉可以表现为一些常见的现象，如双缝干涉和相干声。
在双缝干涉实验中，当两个声波传播到屏幕上的两个狭缝时，它们会以一种有规律的方式交织在一起，形成一些明亮和暗淡的条纹。
这种现象可以用来研究声波的特性和确定声波的频率。
相干声是一种特殊的声波干涉现象，它可以用于产生定向和精确的声波束。
这种技术已被广泛应用于图像生成、医学成像和声学研究领域等多个方面。
声波与物体声波还可以通过其与物体的交互作用来产生一些有趣的现象。
其中一种现象是声波在物体表面上的反射和折射。
在物体表面的反射中，声波会反弹回来，并在原处形成一个反射图案。
这种现象可以用于声音的放大和扩散。
而声波在物体内部的折射则可以用于测量物体的密度和弹性。
这种技术被称为声速测定，已经被广泛应用于石油勘探、地质学、声纳和医学成像等领域。
物理声波定律知识点总结
物理声波定律知识点总结声波的产生声波的产生是指声音是如何产生的。
声音产生的基本机制是物体的振动。
当一个物体振动时，周围的分子会受到振动的影响，从而产生压缩和稀疏的变化，这种变化会形成声波，传播到周围的介质中，最终被我们的耳朵所感知。
声波的传播声波的传播是指声音是如何在空间中传播的。
声波的传播可以分为纵波和横波两种。
纵波是指介质质点振动的方向与声波传播方向一致的波动，而横波则是指介质质点振动的方向与声波传播方向垂直的波动。
在固体中，声波主要以纵波形式传播，而在气体和液体中，声波则以纵波和横波的形式共存。
声波的频率和波长声波的频率是指单位时间内声波振动的次数，单位是赫兹（Hz）。
而波长则是指声波在介质中传播一个周期所经过的距离。
声波的频率和波长是呈反比关系的，即频率越高，波长越短，频率越低，波长越长。
声波的速度声波的速度是指声音在介质中传播的速度。
声波的速度与介质的性质有关，一般来说，在空气中，声波的速度约为343米/秒，而在水中则为约1500米/秒，而在固体中则更高。
声波速度的计算公式为：声波速度=频率×波长。
声波的衍射声波的衍射是指声波在遇到障碍物时产生弯曲或弯折的现象。
声波的衍射是由于声波的波长比障碍物的尺寸大时产生的。
当声波遇到障碍物时，会沿着障碍物四周扩散，形成阻隔后的声音。
声波的折射声波的折射是指声波在传播过程中由于介质的变化而发生的偏折现象。
声波在传播过程中会受到介质密度、速度等因素的影响，从而产生折射现象。
声波的多普勒效应声波的多普勒效应是指当声源与听者之间有相对运动时，会导致听到的声音频率发生变化的现象。
当声源靠近听者时，听者会感受到高频声音，而声源远离听者时，则感受到低频声音。
总结声波定律是研究声波传播和声音产生的规律的一系列物理定律，包括声波的产生、传播、频率和波长、速度、衍射、折射以及多普勒效应等内容。
通过学习声波定律，我们可以更好地理解声波的特性和传播规律，从而更好地应用和控制声波的传播。
高中物理知识点总结-声波
高中物理知识点总结-声波
12.声波（1）空气中的声波是纵波，传播速度为340m/s. （2）能够引起人耳感觉的声波频率范围是:20～20000Hz. （3）超声波:频率高于20000Hz的声波. ①超声波的重要性质有:波长短，不容易发生衍射，基本上能直线传播，因此可以使能量定向集中传播;穿透能力强. ②对超声波的利用:用声纳探测潜艇、鱼群，探察金属内部的缺陷;利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等;利用“B超”探察人体内病变. 13.多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动使观察者感到频率发生变化的现象.其特点是:当波源与观察者有相对运动，两者相互接近时，观察者接收到的频率增大;两者相互远离时，观察者接收到的频率减小.。
物理学中的声波与电磁波理论及其应用
物理学中的声波与电磁波理论及其应用由于物理学的发展历程极为漫长，想要完整地梳理物理学中声波与电磁波理论及其应用的历史与现状，显然是毫无可能的。
因此，本文将聚焦于声波与电磁波的基础理论和应用领域，为读者提供一定的参考。
一、声波理论声波指的是在弹性介质中传播的机械波。
在物理学中，声波可由牛顿运动定律导出，即声波的能量转化为介质周围分子的振动能，从而实现声波在介质中的传播。
声波理论在许多领域都有着广泛的应用，例如声学与音乐等。
其中，声学主要研究声波在空气、水、固体等介质中的传播、衍射、反射等基本特性，而音乐则运用声学理论来解析和探究音乐的艺术特征。
二、电磁波理论电磁波指的是由电场和磁场相互耦合而产生的波动现象。
电磁波的存在并非新事物，早在19世纪初，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦就提出了电磁波的波动理论，并依此建立了麦克斯韦方程式。
电磁波理论在现代科学中扮演着至关重要的角色，广泛应用于通讯、无线电、雷达、医疗等多个领域。
例如在通讯中，我们所使用的电话、手机、电视、电台信号等都利用了电磁波的传播原理。
三、声波与电磁波的应用除了上述提到的基础理论研究，声波与电磁波还被应用于更多的领域中。
以下仅做简要介绍：1、声波的医学应用在医学领域，声波的应用十分广泛。
其中，最常见的便是超声波成像技术。
该技术利用声波在人体组织中传播的特性，将声波反弹的信号转换成图像，从而实现人体内部的成像。
此外，声波还可用于治疗肿瘤、神经疾病等。
例如，利用高强度聚焦超声技术，即可破坏癌细胞的结构和功能，从而达到治疗肿瘤的目的。
2、电磁波的信息传输在现代信息传输技术中，电磁波的应用至关重要。
例如，互联网传输数据时，就需要利用电磁波在空气中的传播。
另外，电视、手机、无线网络等现代通讯手段的实现，也离不开电磁波的传播。
3、其他领域的应用除了上述两种应用，声波与电磁波的应用还有很多。
例如，土壤探测、岩石勘探、空气污染监测、水下导航、雷达系统等。
物理声学中的声波的特性与应用
物理声学中的声波的特性与应用一、引言声学是物理学的一门分支，主要研究声波的特性和应用。
声波是机械波的一种，是通过介质中的分子振动传播的能量。
声波在我们日常生活中起到重要的作用，比如语音传播、音乐传播、声音的反射和吸收等。
本节课我们将学习声波的特性和应用。
二、声波的特性1. 频率与声调声波的频率决定了其声调的高低。
频率是指在一秒钟内通过某点的声波的周期数。
频率越高，声调越高；频率越低，声调越低。
人类能听到的频率范围大约是20Hz到20kHz。
2. 波长与声速声波的波长是指在声波传播方向上，声波一个完整周期所占据的空间距离。
波长与声速之间存在着简单的关系：波长=声速/频率。
当频率一定时，波长与声速成反比关系。
3. 声波的传播声波需要介质的存在才能传播，无法在真空中传播。
声波传播的速度与介质的性质有关，通常声速在不同介质中有所差异。
在空气中，声速大约为340m/s。
三、声波的应用1. 声波的传播与反射声波在不同介质中的传播速度不同，当声波从一个介质传播到另一个介质时会发生折射现象。
声波在遇到障碍物时也会发生反射，这种现象在声学中被广泛应用于声纳和超声波成像等领域。
2. 声音的吸收与衍射声波在传播过程中会被介质吸收，吸收过程中能量会转化为热能。
不同材料对声波的吸收能力也有所差异。
此外，声波在遇到障碍物时还会发生衍射现象，即声波沿着障碍物的边缘弯曲传播。
3. 声波的共振当声波与物体的固有频率相同时，会引起共振现象。
共振可以放大声音，使得其他人能够更好地听到声音。
共振在音乐演奏中起到重要的作用，也被应用于声学共振成像等领域。
四、实践应用1. 声波的应用于音乐反馈系统音乐反馈系统使用麦克风和扬声器，通过声波的传播和反射来实现音乐的放大和扩散。
这种系统在音乐会和演唱会等场合中得到广泛应用。
2. 声波的应用于医学超声波成像超声波成像利用声波在不同组织中传播速度不同的特性，通过声纳技术获得人体内部器官的影像。
这种成像技术在医学诊断中起到重要的作用。
声波物理量从大到小关系声压级
声波物理量从大到小关系声压级声波是由物理振动产生的机械波，它在空气或其他媒介中传播。
声波的物理量可以通过声压级来衡量，声压级指的是声波对物体或空间单位面积上施加的压力。
在我们日常生活中，经常会接触到不同声压级的声音。
比如，一个人正常谈话的声音约为60到70分贝，而摇滚音乐会的声压级可以高达120分贝以上。
声压级的大小直接与声波的强度相关，声波强度越大，声压级也越高。
要理解声压级与声波物理量的关系，我们需要先了解声波的产生过程。
当物体发生振动时，会产生压缩和稀疏的波动，这些波动以机械方式传播，形成了声波。
声波经过媒介传播时，会使媒介中的粒子发生振动，这种振动沿着声波传播的方向传递。
而声压级是用来描述声波对媒介施加的压力大小的物理量。
声压级的单位是分贝（dB），是以常用对数来表示的。
它是以一个标准声压值为基准，将实际声压值与该基准值做比较得出的。
通常，标准声压值是指人耳能够听到的最小声音的声压值。
在不同场景中，声压级的大小也有所不同。
例如，安静的图书馆中，声压级约为30分贝；而工厂内的机器运转声音可能高达80分贝。
声波的强度和能量会随着声压级的增加而增加，因此高声压级的声波更容易引起疲劳和损害听觉器官。
对于普通人来说，保护听力是非常重要的。
当我们接触到高声压级的声音时，应该尽量减少暴露的时间，或者采取一些防护措施，如佩戴耳塞或耳机，以降低声波对听觉器官的损害。
除了个人保护，我们还需要关注社会环境中的噪声污染问题。
高声压级的噪声对人们的健康和生活质量产生负面影响。
因此，采取一些措施来减少噪声污染，如合理规划城市建设、加强工业设备的隔音设计等，是非常必要的。
总结起来，声波物理量与声压级之间存在着直接的关系。
声压级越大，说明声波的强度和能量越大。
了解声压级的概念和应用，有助于我们更好地保护听力，减少噪声污染对生活的影响。
让我们共同努力，创造一个安静、和谐的音频环境。
高考物理中的声音与波动理解声波的传播规律
高考物理中的声音与波动理解声波的传播规律高考物理中的声音与波动：理解声波的传播规律声音作为一种常见的物理现象，是人类日常生活中不可或缺的一部分。
在高考物理考试中，声音与波动是一个重要的考点。
了解声波的传播规律对于解答与声音相关的试题非常关键。
本文将从声波的产生、传播以及特性等多个方面进行论述，帮助读者更好地理解声波的传播规律。
一、声波的产生声音是由物体振动引起的，当物体振动时，会产生空气分子的振动及传播。
在高考物理中，最常见的声波产生方式包括乐器的发声、人的说话和机器的运转等。
这些振动会激发介质中的分子振动，从而形成声波的传播。
二、声波的传播声波传播是通过介质中的分子相互传递能量，以波动的形式传播的。
在空气中的声波传播，具体分为以下三个步骤：1. 压缩与稀疏：当物体振动时，会引起周围空气分子的周期性压缩和稀疏。
这一过程中，物体的正压区域将引起周围空气分子的压缩，形成高压区，而物体的负压区域则会引起周围空气分子的稀疏，形成低压区。
2. 碰撞传递：在空气中，高压区的空气分子会向低压区运动。
当高压区的空气分子与低压区的空气分子发生碰撞时，能量会由高压区传递到低压区。
3. 波动传播：上述碰撞传递的能量将引起连锁反应，从而形成声波的传播。
空气中的分子将依次向前振动，形成连续的波浪。
三、声波的特性声波在传播过程中具有多种特性，其中包括声速、频率和振幅等。
1. 声速：声波在介质中传播的速度称为声速。
声速的大小取决于介质的密度和弹性模量。
2. 频率：频率是指声波每秒钟振动的次数，用赫兹（Hz）表示。
频率越高，声音越高音调；频率越低，声音越低音调。
3. 振幅：声波的振幅代表声音的强度或者说音量大小。
振幅越大，声音越大；振幅越小，声音越小。
四、声波的传播规律在空气中传播的声波遵循以下规律：1. 超声波与次声波：声波的频率超过人耳可听到的范围时，称为超声波；低于人耳可听到的范围则称为次声波。
超声波和次声波在工业和医学等领域有着广泛的应用。
初中物理教案声波
初中物理教案声波一、教学目标1. 让学生了解声波的基本概念，掌握声波的产生、传播和接收过程。
2. 培养学生通过实验观察和分析声波现象的能力。
3. 引导学生运用声波知识解释生活中的现象，提高学生的科学素养。
二、教学内容1. 声波的产生：振动与声波的关系2. 声波的传播：介质与声速3. 声波的接收：人耳的听觉范围三、教学重点与难点1. 声波的产生原理2. 声波的传播规律3. 声波的接收机制四、教学方法1. 采用实验演示法，让学生直观地观察声波现象。
2. 运用讲授法，讲解声波的基本概念和原理。
3. 引导学生通过小组讨论，分析声波现象，提高学生的思维能力。
五、教学过程1. 导入：通过播放一段音乐，让学生感受声波的存在，激发学生的学习兴趣。
2. 声波的产生：（1）讲解振动与声波的关系，引导学生理解声波是由物体的振动产生的。
（2）演示实验：让学生亲手敲击不同材质的物体，观察产生的声波现象。
3. 声波的传播：（1）讲解介质与声速的关系，引导学生了解声波在不同的介质中传播速度不同。
（2）演示实验：让学生观察声波在空气、水、固体中的传播情况。
4. 声波的接收：（1）讲解人耳的听觉范围，引导学生了解人耳能听到的声波频率范围。
（2）演示实验：让学生通过耳机感受不同频率的声波。
5. 课堂小结：总结声波的产生、传播和接收过程，强调声波在生活中的应用。
6. 课后作业：让学生运用声波知识解释生活中的现象，提高学生的科学素养。
六、教学反思本节课通过实验演示和讲解，使学生了解了声波的基本概念、产生、传播和接收过程。
在教学过程中，注意引导学生参与实验，观察声波现象，提高学生的观察能力和思维能力。
同时，联系生活实际，让学生运用声波知识解释生活中的现象，培养学生的科学素养。
在今后的教学中，要继续关注学生的学习兴趣，采用多种教学方法，激发学生的学习热情。
加强对学生的个别辅导，提高学生的学习效果。
同时，注重课堂拓展，引导学生深入探讨声波的奥秘，提高学生的学科素养。
初中物理声波教案总结
初中物理声波教案总结一、教学目标：1. 让学生了解声波的基本概念，包括声波的定义、特点和传播条件。
2. 使学生掌握声波的产生、传播和接收过程，能够运用声波知识解释生活中的现象。
3. 培养学生对声波实验的兴趣，提高动手操作能力，培养观察、思考、总结的能力。
二、教学内容：1. 声波的定义与特点2. 声波的产生与传播3. 声波的接收与利用4. 声波实验操作与现象观察三、教学过程：1. 导入：通过生活中的实例，如雷声、音乐等，引发学生对声波的兴趣，激发探究欲望。
2. 讲解声波的基本概念，引导学生了解声波的定义、特点和传播条件。
3. 讲解声波的产生与传播，通过示例让学生明白声波是由物体的振动产生的，并通过介质传播。
4. 讲解声波的接收与利用，使学生了解人耳如何接收声波，以及声波在科技领域的应用。
5. 进行声波实验，让学生亲身体验声波的传播、接收过程，观察实验现象，培养观察、思考、总结的能力。
6. 总结声波知识，强调声波在生活中的重要作用，激发学生对物理学科的兴趣。
四、教学方法：1. 采用讲授法，讲解声波的基本概念、产生、传播和接收过程。
2. 采用实验法，进行声波实验，让学生亲身体验声波的传播、接收过程。
3. 采用小组讨论法，让学生在实验过程中进行合作、交流，培养团队协作能力。
4. 采用提问法，引导学生思考声波知识，提高学生的思维能力。
五、教学评价：1. 课堂问答：通过提问，了解学生对声波基本概念的理解程度。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力、观察能力和总结能力。
3. 课后作业：检查学生对声波知识的掌握情况，巩固所学内容。
4. 学生互评：鼓励学生之间相互评价，提高学生的自我认知能力。
六、教学资源：1. 教材：选用符合新课程标准的初中物理教材。
2. 实验器材：声波实验仪、扬声器、耳机等。
3. 多媒体教学设备：投影仪、计算机等。
4. 网络资源：利用互联网查找相关声波知识，丰富教学内容。
七、教学时间：1课时（45分钟）八、教学步骤：1. 导入：通过生活中的实例，引发学生对声波的兴趣。
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s [2 sm cos t ]cost 1 beat 2 2 ( 1 2 ) 1 2 2 f beat f 1 f 2
6.7 Beats 拍 - II
7.8 The Dopper Effect
(a) Detector moving; source stationary
Bulk Modulus：B
v B
p B V / V
容積彈性模數
氣體、液體與固體中的聲速
例一 聲源的方向
d D sin t v v D sin 90 t w vw D D sin vw v
空氣中 水中
v sin 13 vw
apparent
6.3 行進聲波
Displacement amplitude of an air element
位移
s( x, t ) sm cos(kx t )
位移與壓力
s ( x, t ) sm cos(kx t ) V As p B B V Ax s p B Bksm sin(kx t ) x p Bksm sin(kx t ) pm ( Bk ) sm (v k ) sm
頻率變化 –(a)
vt / v (vt v D t ) / v v D f f t t v vD v vD v vD f f f f v/ f v v
Source moving; detector stationary
頻率變化 – (b)
Beat Frequency
Tbeat nTa Tbeat (n 1)Tb TaTb Tbeat Tb Ta f beat 1 / Tbeat
Tb T 1 1 f beat TaTb Ta Tb
6.7 Beats 拍
s s1 s2 sm (cos 1t cos 2 t ) [2 sm cos t ]cost 1 / 2( 1 2 ) 1 / 2( 1 2 )
v vD v vD f f 4250Hz v v 7240Hz
例七 蝙蝠和飛蛾
Vb = 9 m/s vm= 8 m/s
(a) fm when fbd = 83kHz
v vb f bd f m f m 79kHz v vm
5
6.4 干涉
光程差和相位差
L L 2 2 m(2 ) L m
Fully constructive
1 1 (m )(2 ) L (m ) 2 2
destructive interference
例三 圓上有幾個完全建設性 干涉點？
6.9 超聲速–震波
vt v sin vs t vs
Mach Cone/Shock Wave Mach Number
例六 玩具火箭發射聲波
f = 1250Hz v = 242m/s (a) f ’ 偵測器接收的頻率
(b) f ’’ 火箭偵測到反射波的頻率
v f f 4250Hz v vs
12 10 (1012 ) (10dB) log 12 (10dB) log1 0 10
例四 The WHO –the loudesB 鑽孔機 : 92 dB I1: I2 = 630!
6.6 音樂聲源
pipe
2L , n 1,2,3, n v nv f , n 1,2,3, (2 open ends) 2L
(a) ΔLP1= 0, ΔLP2= D =1.5λ φP1 = 0, φP2= (1.5λ/λ)2π= 3π
(b) N = 6 around the circle
6.5 強度與聲級
The Sound Level
• 通過單位面積之平均功率
P 2(dK / dt) I A A 1 2 2 v sm 2
2
例二 人耳耳膜可感知的最大 與最小壓力差與位移
1.21kg/m f 1000 Hz
3
pm ( Bk) sm (v k ) sm
2
(v) sm (v 2 f ) sm
pm 28Pa sm 11m
pm 2.8 10 Pa sm 11pm
Intensity
強度隨距離之變化
Ps I 2 4r Ps I 2rL
分貝
• The Decibel Scale
y log x y log(10x ) log10 log x 1 y
聲級β
I (10dB) log I 0 1012 W/m2 I0
v v v f vT vsT v / f v / f v f v vs v v f f f f v vs v vs v vD u f f f f (1 ) v vs v (general) (low speed)
駐波與共振
4L , n 1,3,5, n v nv f , 4L n 1,3,5, (1 open end)
橫笛、雙簧管和薩克斯風
例五 紙筒的聲音
(a) 靠近耳朵
v 343 f 128Hz 4 L 4 0.670
(b) 離開耳朵
v 343 f 256Hz 2 L 2 0.670
6 聲波
How does a horseshoe bat detect a moth in total darkness?
6.1 縱波
Sonar, Seismic Waves and Ultrasound
6.2 聲速
elastic property v inertial property