声波
声波的频率范围及利用
声波的频率范围及利用声波的频率范围分为三个频段：一：次声波（人耳听不到）0.0001-20Hz。
大功率的次声波可以摧毁一切生命。
二，声波：（人耳可听到的，因人而异）一般为：20-16000Hz。
三：超声波：16000-10的12次方Hz，是人耳听不到的范围,许多动物可听到，电子驱蚊器就是用40-65kHz的超声波让它们讨厌。
超声波还用在医疗诊断、定位探测等。
频率在20～20000赫兹之间的低于人听觉频率的声音，我们称之为次声。
人的耳朵虽然听不到次声，身体的各个部分却能感觉得到。
法国学者们通过研究得出结论，认为次声不论怎样总对人体有害。
弱的次声波会影响内耳，引起晕船；强的次声波振动身体，损伤人体器官，甚至导致心跳骤停；中等强度的次声会扰乱消化道和脑的功能，出现昏厥、全身乏力等症状。
为什么次声会造成这样的损害呢？原来，人体各器官总是有一定振动频率的，当次声频率与某器官的固有频率吻合时，便会对其产生强烈的刺激，使人体感到不适。
对人体最不利的是频率在2～15赫兹之间的次声。
因为人体的固有频率是7～13赫兹，头部固有频率为8～12赫兹，胸腹腔内脏固有频率为4～6赫兹。
2～15赫兹的次声正好在这些固有频率范围内，一旦功率过大，就极易与人体器官产生共振，造成头晕、恶心、肌肉痉挛、呼吸困难、惊恐、失去知觉等症状，甚至可能导致大小血管破裂而死亡。
因此，虽然次声无形无声，也不能小看了它的危害性。
自然界中次声的来源很多。
雷击、地震、飓风、火山爆发、极光、山崩、森林火灾等都可产生次声，不过次声最大的来源还是海洋。
1953年，前苏联科学院院士苏列金认为，在风暴和强风的作用下，在波涛表面上方会发生波峰部的波流断裂现象，于是便会产生次声波。
次声波的能量与波浪的长度的平方成正比。
当海浪速度为20米／秒时，每平方米的波浪峰面上次声的功率可为3瓦。
所以，一个并不算大的风暴，次声波的功率就可达数千瓦。
同时，由于次声波的能量在空气中传播时消耗很少，因此比起其他高频声音来它可以传播到更远的地方，危害也能随之传得更远、更广。
声波
能够把原声与回声 区别开的时间差至 少为0.1s，所以障 ， 少为 碍物离人的最短距 离为S=Vt/2 离为 =340×0.1/2=17m ×
二、声波的性质 4、多普勒效应 、
多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动， 多普勒效应 ： 由于波源和观察者之间有相对运动 ， 使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。 使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。 多普勒效应的解释 声波的频率： 声波的频率：声源的频率等于单位时间内完成全振 动的次数， 动的次数，等于单位时间内波源发出的完全波的个 数在多普勒效应中。声源本身的频率没有变化。 数在多普勒效应中。声源本身的频率没有变化。 观察者听到的声音的频率， 观察者听到的声音的频率 ， 是由观察单位时间接 收到的完全波的个数决定的。 收到的完全波的个数决定的 。 多普勒效应的实质 是观察者单位时间内接收到完全波的个数变了。 是观察者单位时间内接收到完全波的个数变了。
高中物理课件
声 波
宣化一中高二物理 教研组 魏 江
产生声波的条件： 产生声波的条件：
（1）有声源：振动着的发声物体 ）有声源： （2）传播声波所依赖的介质：可以是液体，也可以是气体或固体 ）传播声波所依赖的介质：可以是液体，
声波在固体中的传播速度较大， 声波在固体中的传播速度较大， 在气体中的传播速度较小， 在气体中的传播速度较小，并且 受介质温度影响，温度越高， 受介质温度影响，温度越高，传 播速度越大。常温下， 播速度越大。常温下，声音在空 气中的传播速度为340m/s。 气中的传播速度为 。
O
分析:λ=v/f=340/34=10m 分析:λ=v/f=340/34=10m 沿上半圆P 沿上半圆P处振动减弱的条件是 |AP|AP-R|= λ(2N+1)/2 即|AP-15|=5(2N+1) |APAP=10N+20 |AP-15|≤R |AP5(2N+1) ≤15N N=0 N=1 N=1 AP1=20m AP3=30m AP3=30(对应B AP3=30(对应B点) 对应 N ≤1 AP2=10m AP4=0m (对应 对应A AP4=0 (对应A点) 或 AP=10AP=10-10N
声波简介
声波简介
物体的振动在空气、水、钢管、地面等介质中传播的一种波，叫做“声波”。
声波是一种机械波，是纵波，起源于发声体的震动；可分为表面声波和立体声波。
声波传到耳朵里，引起鼓膜的振动，人们就能听到声音。
人的耳朵只能听到频率从20 到2 万赫兹范围内的声波，超出这个范围的声波一般是听不到的。
自然界中超声波的应用
超声波在自然界是广泛存在的。
超声波的频率很高，可以携带很大的能量。
同时具有比较好的定向性。
许多动物如海豚、蝙蝠等都有完善的收发超声波的器官，在前进的过程中，能发出超声波来探测前方的情况。
正因为逐渐深入了解了超声波，人们才在现代生产技术中，利用它的定向性发射性质，探测水中的物体、工件内部的缺陷和人体内的病变。
又由于超声波具有能量大而且集中的特性，因此可以用它来切削、焊接、钻孔、清洗机件，还可以用来处理植物种子和促进化学反应。
超声波
超声波是一种人耳听不见的声波，它的频率超过 2 万赫兹。
人们常用“万籁俱寂”来形容没有一点点声音，其实，人们周围充满着声音，只是耳朵听不见罢了。
许多昆虫和动物都会发出超声，像夜蛾能发出和听到20万赫兹的超声波；蜜蜂能发出2万赫兹以上的超声；狗能听到3 万8 千赫兹的超声；老鼠可以听到2万4千赫兹的超声。
超声波有一个很重要的特点，就是它像光一样，是直线传播的，方向很明确，不像通常的声音那样是向四面八方传开的，所以它的力量很大，如果对着人的耳膜，虽然人们听不见它，但耳膜会被震痛，力量大的超声。
什么是声波
3、声强级：指相对声强的对数。可表示为 声强级：指相对声强的对数。
I 式中I 为基准声强，取为10 式中I0为基准声强，取为10-12Wm-2.
0
L = 10lg (dB).
I
பைடு நூலகம்B
疼痛界限
声 阈
声 强 级
音乐范围 语音范围
听觉界限
可闻阈
频率
Hz
听觉阈：恰好能引起听觉的最低声强。 听觉阈：恰好能引起听觉的最低声强。 声强的上下限 痛觉阈：恰好能引起痛觉的最低声强。 值随频率而异。 痛觉阈：恰好能引起痛觉的最低声强。 值随频率而异。
1)超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多． 1)超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多．水声 超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多 测位仪就是根据超声波的这种特性制成的装置， 测位仪就是根据超声波的这种特性制成的装置，这种装置既 能发出短促的超声波脉冲．又能接收被潜艇、 能发出短促的超声波脉冲．又能接收被潜艇、鱼群或海底反 射回来的超声波，根据反射波滞后的时间和波速， 射回来的超声波，根据反射波滞后的时间和波速，就可以确 定潜艇、鱼群的位置或海水深度． 定潜艇、鱼群的位置或海水深度．
10－ §10－8 声波 超声波 次声波
一、声波 1、什么是声波？ 什么是声波？ 在弹性介质中传播的机械纵波，一般 在弹性介质中传播的机械纵波， 统称为声波。其中频率在20 20～ 000Hz范 统称为声波。其中频率在20～20 000Hz范 能够被人耳听到，称为可听声， 围，能够被人耳听到，称为可听声，简称 声波；频率低于20Hz 20Hz或高于 000Hz的 声波；频率低于20Hz或高于 20 000Hz的 声波不能被人耳听到，前者叫做次声波； 声波不能被人耳听到，前者叫做次声波； 后者便叫超声波。 后者便叫超声波。
声波的特性与传播
声波的特性与传播在我们生活的世界里，声音无处不在。
无论是清晨鸟儿的欢唱，还是街头车辆的喧嚣，又或是教室里老师的授课声，这些都是声波在传递信息。
那么，声波到底是什么？它又有哪些特性？又是如何传播的呢？让我们一起来探索一下声波的奥秘。
声波，简单来说，是一种机械波。
它是由物体的振动产生的。
当一个物体振动时，它会引起周围介质（如空气、水等）的分子随之振动，从而形成了声波。
声波具有许多特性，其中频率、波长和振幅是三个非常重要的概念。
频率指的是声波在单位时间内振动的次数，单位是赫兹（Hz）。
我们人耳能够听到的声音频率范围大约在 20Hz 到 20000Hz 之间。
低于20Hz 的声波称为次声波，高于 20000Hz 的声波称为超声波。
不同频率的声波给我们带来的感受是不同的。
例如，频率较低的声音通常会让我们感觉低沉、厚重，像大鼓的声音；而频率较高的声音则显得尖锐、清脆，比如小鸟的叫声。
波长则是指声波在一个周期内传播的距离。
波长与频率之间存在着一定的关系，它们的乘积等于声波传播的速度。
在同一介质中，声波的传播速度是恒定的。
所以，频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。
振幅是指声波振动的幅度大小。
振幅越大，声音就越响亮；振幅越小，声音就越微弱。
打个比方，用力击鼓时，鼓面振动的幅度大，产生的声波振幅也就大，我们听到的鼓声就响亮；轻轻击鼓时，鼓面振动幅度小，声波振幅小，鼓声就轻柔。
说完了声波的特性，接下来我们来了解一下声波的传播。
声波的传播需要介质。
这就意味着在真空中，声波是无法传播的。
比如在太空环境中，没有空气等介质，即使有物体振动，也不会产生声音。
在常见的介质中，声波传播的速度是不同的。
一般来说，在固体中传播速度最快，液体次之，气体最慢。
这是因为固体分子之间的排列紧密，相互作用强，能够更有效地传递振动；而气体分子之间的距离较大，相互作用较弱，传播振动相对困难。
声波在传播过程中，会出现反射、折射和衍射等现象。
当声波遇到障碍物时，一部分声波会被反射回来，这就是反射现象。
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。
声波介绍
声波介绍
1．声音：声音产生于物体的振动，并通过激发周围的气体、液体或固体介质的扰动，而以声波的形式进行传播．
如钢板的振动（铜锣）：
１）声源：产生声音的振动物体．如敲击后因振动而发出声音的铜锣（声源），用手一捂声音即止，这就揭示了：声源的振动强弱、动态性能直接决定声音大小．２）声波：声源的振动而激发传播介质产生的疏密变化的一种波动形式．
①波阵面：同一时刻波传播到的面，可以是平面、球面、柱形面或它们的组合．
②机械波：机械振动在介质中依一定的速度传播的过程．声频范围内的机械波即为声波．
③机械波可以是纵波，也可以是横波或二者的组合．
纵波：介质质点的振动方向与波的传播方向相同，如上图示．
横波：介质质点的振动方向与波的传播方向垂直，如石块投入水中．2．不同传播介质中的声传播特性不同
空气中声速：C空(0．C)=331.6m/s，C空(20．C)=334m/s，ρ空＝1.2×9.8N/m3；
水中声速：C水(20．C)=1450m/s，ρ水＝1000×9.8N/m3；
钢材中声速：C钢(20．C)=5000m/s，ρ钢＝7800×9.8N/m3．
可见：声速与介质密度、温度等关系极大．
3．声音的频率范畴
声源的振动频率：0 ~ 20Hz ~ 300Hz ~ 2000Hz ~ 20000Hz。
怎么形成声波声波如何传播原理
怎么形成声波声波如何传播原理声波的产生是由于物体的机械震动而产生的。
怎么形成声波？声波是如何传播的?下面是店铺整理的怎么形成声波，欢迎阅读。
怎么形成声波从物理现象而言，物体振动后接触到空气，激振空气而发生空气压力的波动。
形成空气质点向外传送，产生稠密层与稀疏层。
也就是空气的分子被交替地压紧与放松，空气密度高时，气压高於稳态的大气力。
疏时，气压小於稳态的大气压力，这就是压力波动而形成的声波运动。
声波运动可藉固体，液体，或气体传送，但我们在音响的范畴里。
所谓的声波系指振动藉由空气传送者而言。
物体振动空气所产生的疏密波，进人耳的外耳道，到达人耳的耳膜，振动耳膜所引起的听觉感觉叫做「声音」。
但人耳能听到的频率范围是很有限，因此我们所谓的声音，乃指能引起人耳能感觉的振动频率而言。
更高或更低的频率不能引起人耳听觉反应的不称为声音，超过人耳低频感觉以外的为「低声纳」( Subsonic )。
而超过人耳高频感觉以外的为(超音波)。
声波是如何在空气中传送的呢?声波的传送很类似石子掉入水池中所造成的向四面扩散的涟波，由石子的落池点开始，形成由小到大，一环一环的同心涟波，向四面扩散。
我们可以看到这一环一环高起水平面的波形是波顶，而一环一环低於水平面的是波谷，如果我们用图来表示的话。
水平面为「0点」，涟波是呈弧形的形状，高於水平面的是波峰，低於水平面的是波谷。
而声波也是由音源向各方向把空气分子交替地压紧与放松的。
如果我们也用图来表示的话，压紧为波峰，放松是波谷。
空气最紧密的地方是波顶，最放松的地方是波谷，「 0 点」是稳态的大气压力，压紧与放松之间的相隔时间则视音源振动的速率而定。
声波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，即人耳能分辨的声波;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。
与正弦波的关系正弦波是最简单的波动形式。
声波在生活中的应用
声波在生活中的应用声波是一种通过介质传播的机械波，是人类感知声音的主要方式。
声波在生活中有着广泛的应用，涉及到通信、医疗、安全、测量等多个领域。
本文将从这些方面介绍声波在生活中的应用。
一、通信领域声波在通信领域有着重要的应用。
例如，电话通信就是利用声波传输声音信号。
当我们打电话时，话筒会将声音转化为电信号，通过电话线路传输到接收方，然后再将电信号转化为声音。
此外，声波在无线通信中也有应用。
无线电波、微波等无线信号都可以通过声波来调制和解调，实现无线通信。
二、医疗领域声波在医疗领域的应用主要体现在超声波技术上。
超声波是一种高频声波，具有穿透力强、不易对人体产生伤害等特点。
医生常常利用超声波进行诊断和治疗。
例如，超声波检查可以用于产前检查、心脏病检查、肝脏病检查等，通过对声波的反射和传播速度的测量，可以获取人体内部的结构和状态信息。
此外，超声波也可以用于医疗器械的清洗和消毒，具有高效、无污染等优点。
三、安全领域声波在安全领域的应用主要体现在声波传感技术上。
声波传感技术利用声波传播的特点，通过声波的反射、传播速度等参数来检测和测量目标物体的距离、位置、形状等信息。
这种技术被广泛应用于安防系统、智能家居、无人驾驶等领域。
例如，超声波传感器可以用于测距和避障，帮助车辆或机器人避免碰撞；声纳技术可以用于水下目标的探测和定位，应用于海洋勘探、潜水器等。
四、测量领域声波在测量领域也有着广泛的应用。
例如，声速计可以利用声波在空气中传播的速度来测量空气的温度；声纹识别技术利用声波的特征来进行身份识别；声波测流计可以利用声波的传播时间和传播速度来测量液体或气体的流速等。
总结起来，声波在通信、医疗、安全、测量等领域都有着广泛的应用。
通过利用声波传播的特点，人们可以实现声音的传输、医学诊断、安全监测和测量等功能。
声波的应用不仅方便了我们的生活，也推动了科技的发展。
随着科技的不断进步，我们相信声波在未来会有更多的应用。
声波的传播特性
声波的传播特性一、声波的形成与传播声波是一种由物质振动引起的机械波，它通过分子或者物质媒介的相互作用传播。
声波的形成可以是由于声源的振动，如乐器的弦乐、声音的膨胀、电子学中的麦克风等。
当声源振动时，空气中的分子也会跟随振动，形成密度的变化。
这种密度的变化引起了压力的变化，使得声波以机械波的形式向外传播。
二、声波的传播速度声波的传播速度与介质有关。
在空气中，声波传播的速度约为343米/秒。
而在其他物质媒介如水、钢铁、木材等中，声波的传播速度都有所不同。
这是因为声波的传播速度受到介质的密度和弹性模量的影响。
介质密度越大，声波传播速度越慢；弹性模量越大，声波传播速度越快。
三、声波的频率和振幅声波的频率指的是单位时间内声源振动的次数，单位是赫兹（Hz）。
频率越高则声波的音调越高，频率越低则声波的音调越低。
典型的例子是人耳对声音频率的感知，人耳能感知到的声音频率范围约为20Hz到20kHz。
振幅是声波的能量强度的度量，也可以理解为声音的大小。
振幅越大，则声音越响亮；振幅越小，则声音越微弱。
影响声波振幅的因素有驱动力的大小、声源的大小等。
四、声波的衰减与折射在传播过程中，声波会逐渐衰减。
衰减的原因主要有两个：吸声和散射。
吸声是声波能量转化为其他形式的能量，通常用于吸音材料的设计和声学的研究。
散射是声波在传播过程中，受到障碍物的干扰而发生方向变化。
当声波遇到介质的边界时，会发生折射现象。
折射是指声波传播到两个介质的交界面时，由于介质密度的差异，声波传播方向发生改变。
这就是我们常说的“声音从水中传播比在空气中快”的原因。
五、声波的干涉和声相当两个或多个声波在空间中相遇时，会发生干涉现象。
干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种。
构造干涉是指声波相长叠加而增强，声音变得更响亮。
破坏干涉是指声波相互抵消，声音变得较弱或者完全消失。
声相是指声波在传播过程中，处于同一相位的状态。
相位是指声波的起点与某一特定时刻之间的时间差。
了解声波产生原理
了解声波产生原理声波是我们日常生活中非常常见的一种波动现象，我们可以通过一些设备，例如扬声器或者电话，来产生并传播声波。
那么声波是如何产生的呢？本文将从物理角度来详细讲解声波产生的原理。
声波是一种机械波，它是由物质的振动引起的。
这里的物质可以是气体、液体或固体。
在本文中，我们将主要关注气体中的声波产生。
一、声波的产生声波的产生需要三个基本条件：振动源、介质和传播媒介。
振动源是声音的原始产生者，它通过振动产生机械波。
介质指的是传播机械波的物质，例如空气或水。
传播媒介是波动的载体，通过它使得机械波从振动源传播到接收器。
在产生声波的过程中，振动源首先通过振动使得周围的分子和原子发生振动。
对于气体中的声波，当振动源振动时，会产生压缩和稀疏的效应。
振动源向外挤压空气时，形成了一个高压区域，而振动源离开时则形成了一个低压区域。
当高压区域和低压区域不断交替产生时，就形成了声波的连续振动。
这些振动通过分子和原子之间的碰撞和相互作用传播。
当声波传播到达人耳时，人耳感受到的就是声音。
二、声波的传播速度声波的传播速度与介质的密度和弹性系数有关。
在同一种介质中，声波的传播速度是一个常数。
例如，在空气中，声波的传播速度大约是343米/秒。
当声波传播到其他介质中时，其传播速度会发生变化，这是因为不同介质的密度和弹性系数不同。
声波在传播过程中，会遇到一些物体的阻挡和反射。
当声波遇到一个固体壁面时，会发生反射。
反射的程度取决于物体的形状、表面的光滑度以及声波入射角度。
我们通常会利用反射来生成回声，例如超声波检测等。
三、应用领域声波在生活中有着广泛的应用。
在通信领域，我们可以利用声波来传递人们的语音和信息。
电话就是一个常见的例子，当我们讲话时，声音经由电话传输线路传播给对方。
此外，声波也被广泛应用于音频设备，例如扬声器和耳机。
除了通信和音频领域，声波还可以用于测量和检测。
超声波检测技术利用声波的特性来发现和识别目标物体，例如在医学领域中用于诊断和观察人体内部的器官。
第四章 声波
Ir Ii
( Z2 Z1 )2, Z1 Z2
强度透射系数ait
It Ii
4Z 2 Z1 (Z1 Z2 )2
1、当z2 z1,
强度反射系数air
Ir Ii
( Z2 Z1 )2 Z1 Z2
1,
2、当z2 z1 ,
强度反射系数air
Ir Ii
( Z2 Z1 )2 Z1 Z2
当波源和观察者之间存在相对运动时，造成 观察频率与波源频率不等的现象。这一现象是在 1842年被奥地利物理学家Christinan Doppler首 先发现而得名，后被称为多普勒效应。
第三节 多普勒效应
二、原因及定量分析
1、声源、观察者都静止
so
u
s 0,0 0,
u声速,v o 波源频率，则有
3、声源运动、观察者静止
s 0,0 0, uT
' sT (u s )T
'
''
ssou
u
'
u
sT
(u
u
s
)
v0
,
相互靠近, 波长缩短使频率增加
sT
u
'
u
sT
(u
u
s
)
v0
,
相互远离, 波长变长使频率减少
0,
强度透射系数ait
It Ii
4Z2Z1 (Z1 Z2 )2
1
第二节 声强级和响度级
一、声强级
在声学中通常采用对数标度来量度声强，称为声强级，单位为贝 尔（ B ），分贝（ dB=1/10B）.通常取1000Hz声音的听阈值I 0 =10-12W.m-2作为标准参考声强，任一声波的声强I与标准参考声 强I0的比值的对数，即为该声波的声强级，用L表示。
声波声音的特性与声波干涉
声波声音的特性与声波干涉声波是由媒介中分子振动所产生的机械波，它是一种能量传递的形式。
一般而言，声波的传播速度与媒介的性质有关，如气体、液体或固体。
声波具有许多独特的特性，同时也会产生干涉现象，这是由声波的波动性质所决定的。
一、声波的特性1. 频率：频率是指声音振动的次数，单位为赫兹(Hz)，常用来衡量声音的高低音调。
人类可以听到的声音频率范围大约在20 Hz到20,000 Hz之间。
2. 声速：声波在特定媒介中的传播速度称为声速。
声速与媒介的性质相关，例如在空气中的声速约为343 m/s，而在水中的声速约为1,480 m/s。
通过改变媒介，声速也会发生变化。
3. 波长：波长指的是声波的一个完整振动所需要的空间距离。
波长与声速和频率有关，可以通过公式λ = v/f计算，其中λ为波长，v为声速，f为频率。
4. 音强：音强是指声音的强度，与声音传播的能量有关。
音强的单位为分贝(dB)，常用来量化声音的强度大小。
一般而言，人类对音强的感知是非线性的，较小的声音差异在较高音强下会更容易察觉。
5. 声音的传播：声波是通过分子的振动来传播的。
当声波通过空气或其他媒介时，分子会沿着波的传播方向上下振动，形成纵波。
这种传播方式使得声波能够在媒介中传输声音。
二、声波干涉干涉是指两个或多个波相遇并产生干涉现象，有时增强有时抵消。
声波也可以产生干涉现象，这主要是由于声波的波动性质所引起的。
1. 同相干涉：当两个声波的相位差为整数倍的2π时，它们会处于同相位，这种干涉会导致声音的加强。
例如，当两个音源振动频率相同时，它们会产生同相干涉，声音会变得更响亮。
2. 反相干涉：当两个声波的相位差为奇数倍的π时，它们会处于反相位，而这种干涉会导致声音的减弱或消失。
例如，当相同频率的声波相位相反时，它们会产生反相干涉，声音会变得几乎听不到。
3. 干涉条纹：当声波遇到障碍物或通过狭缝时，会产生干涉条纹的现象。
这是由于声波波长与媒介中的障碍物或狭缝的大小相比产生的。
什么是声波
蜜蜂每秒振翅 300 ~ 400次。
2、声强：即声波的能流密度。可表示为
1 I A u, 2
2 2
人们能够听见的声波不仅受到频率范围的限制， 而且要求处于一定的声强范围之内，声强太小，不能 引起听觉；声强太大，只能使耳朵产生痛觉，也不能 引起听觉。能够引起人们听觉的声强的变化范围是很 2 大的，约为 1012 1W m ，数量级相差很大达 1012， 因此，为了比较介质中各点声波的强弱，不是使用声 强，而是使用两声强之比的以10为底的对数值，叫做 声强级，
6）利用超声波可以把普通水“打碎”成直径仅为几微米的小 水珠，变成雾气喷散到房间的空气中，增大房间中空气的 湿度，这就是“超声加湿器”的基本原理．
7）超声波还可以把药物击碎成微粒和空气混合形成“药雾”， 病人吸入后，可以治疗肺部和气管类疾病 ．（下图为超 声波雾化器）
2、次声波的应用
1）次声波产生与地球、海洋及大气的大规模运动有关。 如火山爆发、地震、大气湍流等都有次声波产生。人们就可 以利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发 生。例如台风和海浪摩擦产生的次声波，由于它的传播速度 远快于台风移动速度，因此，人们利用一种叫“水母耳”的 仪器，监测风暴发出的次声波，即可在风暴到来之前发出警 报．还可以通过研究自燃现பைடு நூலகம்产生次声波的机制和特性，深 入认识自燃规律。 2）军事应用：①军事侦察：次声波在介质中传播时，能 量衰减缓慢，并且运动快，而且隐蔽性号，不易被对方发现， 因而可以用来侦察军事情报；②次声波有杀伤性：利用和人体 器官固有频率相近的次声波与人体器官产生共振，导致人体器 官的变形和移位，甚至破裂，达到杀伤对方的目的。
3、声强级：指相对声强的对数。可表示为
I 式中I0为基准声强，取为10-12Wm-2.
声波【可编辑的文档】
频率高于 20000 Hz 的波叫做超声波。 20到20000 Hz 之间能引起听 觉的称为 可闻声波 ，简称声波。 20Hz
频率低于 20 Hz的叫做次声波
20000 Hz
声波
第一节 声波的基本性质
一、声压 1. 声波在空气中的传播
?纵波
在媒质中传播时，媒质密度ρ作周期性变化。 ρ↑→P↑；ρ↓→P↓→P作周期性变化
将频率不同、响度级相同的各对应点连成一 条线，构成 等响曲线
同理，给另一标准声音，作另一等响曲线。
响度级（loudness level ） ：
响度的数量等级
人为规定f =1000，L = 60dB， →响度级 60方 即：f=1000 时，数量上：声强级= 响度级 形状：开口向上，最低点4000Hz附近。
?
?
u
?'
?
u (u ? Vs )T
?
(u
u ? Vs
)
?
0
?结论：
波源运动情况下，频率的改变是由于波长的 缩短或伸长所致。
⑷ 波源和观测者同时相对于介质运动
vo ≠0
vs≠0
Towards source
Away from the source
?
?
u ? Vo u ? Vs
?? 0
Away from observer
Towards observer
由多普勒效应引起的接收频率的变化 ? ? ? 0 称为多普勒频移
例: 一汽笛A以速度vs=10m/s远离观察者O，向一固定 物B运动，设汽笛频率均为1000Hz，声音在空气中的速度 为 330m/s, 求
(1)观察者直接听到从汽笛传来的声音的频率是多少 ? (2)观察者直接听到从固定物反射回来的声音的频率是多少 ?
声波的三个基本物理量
声波是一种由振动物体产生的波，它是一种由振动物体产生的波，它
的传播是通过介质的振动来实现的。
声波的三个基本物理量是频率、
波长和速度。
1. 频率：频率是指声波在单位时间内的振动次数，它是以赫兹（Hz）
为单位的。
频率越高，声音就越高，反之声音就越低。
2. 波长：波长是指声波在单位时间内的传播距离，它是以米（m）为单位的。
波长越长，声音就越低，反之声音就越高。
3. 速度：速度是指声波在单位时间内的传播速度，它是以米/秒（m/s）为单位的。
速度越快，声音就越高，反之声音就越低。
声波震动原理
声波震动原理声波是一种机械波，是由声源振动产生的，通过介质传播的一种波动现象。
声波在空气、水、固体等介质中传播，是我们日常生活中常见的一种波动现象。
声波的传播原理涉及到声波的产生、传播和接收等多个方面，下面将对声波的震动原理进行详细介绍。
首先，声波的产生是通过声源的振动产生的。
当声源（如人的声带、乐器的弦或者气体的振动体）振动时，会使周围介质产生压缩和稀疏的变化，从而形成声波。
这种振动产生的声波会在介质中传播，直到被接收器接收到。
其次，声波的传播是通过介质分子的振动传递能量而实现的。
当声波通过介质传播时，介质分子会受到声波的作用而发生振动，这种振动会使分子之间产生压缩和稀疏的变化，从而使声波能够在介质中传播。
不同介质对声波的传播有着不同的特点，比如在固体中声波传播速度较快，而在气体中传播速度较慢。
接着，声波的接收是通过接收器将声波转化为电信号的过程。
当声波传播到接收器时，接收器会将声波的振动转化为电信号，然后通过放大和处理等过程，最终将声波的信息转化为可听到的声音或者可见的图像等形式。
总的来说，声波的震动原理是通过声源振动产生声波，声波通过介质传播，最终被接收器接收并转化为其他形式的能量。
声波的产生、传播和接收是一个连续的过程，其中涉及到声波的频率、振幅、波长等参数，这些参数决定了声波的特性和传播规律。
在实际应用中，声波的震动原理被广泛应用于声纳、超声波医学影像、声波通信等领域。
通过对声波的产生、传播和接收原理的深入研究，可以更好地理解和应用声波技术，为相关领域的发展和应用提供理论基础和技术支持。
总之，声波的震动原理是一个涉及声源、介质和接收器的复杂过程，通过对声波的产生、传播和接收原理进行深入研究，可以更好地理解声波的特性和应用，为声波技术的发展和应用提供理论基础和技术支持。
希望通过本文的介绍，读者能对声波的震动原理有一个更加清晰的认识。
声波的三个重要指标
声波的三个重要指标
声波的三个重要指标包括频率、振幅和波长。
1. 频率：声波的频率是指在单位时间内波动周期的次数。
频率通常以赫兹（Hz）为单位，表示每秒钟内波动的次数。
频率越高，声音越高音调越高，频率越低，声音越低音调越低。
2. 振幅：声波的振幅是指波动的最大振动幅度。
振幅越大，声音越大；振幅越小，声音越小。
振幅通常以分贝（dB）为单位，表示声音的强度或音量。
3. 波长：声波的波长是指一个完整波动周期所占据的空间距离。
波长通常以米（m）为单位，表示声波在空气中传播的距离。
波长和频率之间有直接关系，频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。
声波的传播与频率特征
声波的传播与频率特征声波是一种机械波，是由物体振动产生的。
声波在不同的媒介中的传播速度不同，通常是固体 > 液体 > 气体。
声波的传播需要有介质，所以声波无法在真空中传播。
在室外，声波可以在空气中传播，但如果遇到大面积的障碍物，比如建筑物或者山脉，声波就会被反射或者折射。
而在深海或者地球内部，声波可以在水或者岩石中传播，因为这些物质具有足够的密度和强度。
声波的传播路径可以被声学模型描述。
例如，在水下，声波在传播时会遇到两个主要的速度界面：水-海床界面和海床-地壳界面。
在声学模型中，这些界面被描述为速度梯度，即声波传播速度随深度变化的速度。
因为不同的物质具有不同的密度和弹性，所以它们对声波的传播速度和路径有所影响。
声波的频率特征声波的频率定义为声波振动的周期数。
频率越高，周期越短，波长越短。
频率与声音的音调有关。
女高音的声音比男低音的声音高一个八度，是因为女高音的频率是男低音的两倍。
声波可以被分为不同的频率范围，包括超声波、可听声波和红外线。
在可听范围内，声音的频率从20 Hz到20 kHz，这是人类耳朵可以听到的范围。
在这个范围内，不同频率的声音被称为音调。
低音调的声音具有低频率，高音调的声音具有高频率。
音乐通常包括多个音调和频率的组合。
超声波的频率高于20 kHz，在医学和工业应用中广泛使用。
在医学中，超声波可以用于检查人体组织，诊断疾病和监测胚胎发育。
在工业上，超声波可以用于清洗和分离材料。
红外线也是一种波长较长的声波，它的频率范围在20 THz到400 THz之间，在人类的眼睛中看不到，但可以被热成像仪和红外线照相机捕捉。
总结声波的传播和频率特征是相关的。
声波在不同的媒介中传播的速度不同，因为不同的物质具有不同的密度和弹性。
声波的频率可以被分为超声波、可听声波和红外线等不同的范围。
声波的频率与音调有关，频率越高，音调越高。
了解声波的传播和频率特征可以帮助我们更好地理解声音和物质的特性。
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3.声波的衍射
定义：声波在传播过程中经过障碍物和空 隙时，传播方向发生变化而绕过障碍物的现 象。
• 例如：救护车未到拐弯处就听到声音。
• 衍射的产生原理：空气分子推动相邻分子。
• 波所到达的每一点都可看作是新的波源。
• 衍射效应的影响因素：波长和障碍物的尺寸的相对大 小。 • 例如：物体小则不受影响，大则背面产生。
5.驻波
• 定义：两列具有相同频率与振幅的波，相 • 向传播时会产生驻波。 • 波节：空气分子驻扎在那里，没有波动。相位差是180°。 • 波腹：空气分子振幅最大的点。相位差是0°。记忆：啤酒肚。
三、声能的衰减
• • • 1.声能辐射 前提条件：理想状态下 ，媒质不吸收声波的能量。
距离↑
A D
声强↓
声强↓
2.声波的反射
• 定义：声波传播时， • 在两种媒介的分界面 • 处产生返回原媒介的 • 现象。
• 反射的程度取决于物体的表面。 • 例如：如图墙的反射和地毯的反射对比。
• 当离物体足够远时，就有足够的时间听到回声。 • 例如：如图峡谷大喊。
• 混响：人们感觉到语音的迟滞，字与字之间存在一定的 混叠。 • 例如，演唱会。
第2节 声波
一、声波的基本特性
1.波的基本参数 用正弦函数描述波形。 X轴正向的数值代表空气分子处于密集区 X轴负向的数值代表空气分子处于稀疏区
t
L
T
表示波的周期，倒数为 频率
表示时间
表示长度
A 为波的振幅
λ 为波长
Φ 为初始相位角
1.频率
• 波的周期：波的波形图样出现一次所需的时间。记为T。 • 波的频率：波的波形图样在1s内重复呈现的次数。记为f。
据此可计算 人耳所能听 到的最小声 强
（20*10-6）2/415
=（400*10-12）/415 ≈10-12（W/m2）
二、声波的传播
• 一颗石头被扔进水里，水面的波纹以同心圆的形式向 外传播。
1.声波在自由声场中的传 播
• 在自由声场中，声波不被干扰。
离声源距离↑
波振面↑
通过单位面积的声能↓
衍射现象
波长λ声波<d头部的直径 声波会被削弱
波长λ声波>d头部的直径 声波不会变化
4.声波的散射
• 波在均匀介质中传播不会改变方向。 • 当存在比波长小的障碍物，或当媒质中存 • 在弹性与密度不同的障碍物时，就会有一 • 部分声波偏离原来的方向。朝着不同方向 • 的不规则反射、折射或衍射的现象。
波振面
B C
↑
单位面积声能↓
• 反平方定律：
• 点声源在均匀、各向同性的媒质中，波振
• 面为球面波。
声强公式：Ir=E/4πr ²
Ir——声强
E——声源辐射的总能量 π——圆周率 r ——半径
Ir′=Ir*1/4 Ir′=E/4πr ² *1/4 Ir′=E/4π（2r ） ²
5
4
r变为2r
3 2
• 德国物理学家Helmholtz发明。 • 大管接收外来声源；小管用来听辨定音。
2.四分之一波长共振
• 音乐声学中常见，是发生在特定管腔中的 • 驻波现象。 • 波节在管腔封闭端，波腹在开口端。 • λ管腔= 1/4λ共振频率，波腹处声压较小，波节处 • 声压被放大。
成人耳道长度=3cm 一端开口，另一端密闭于鼓膜处。
• 单位为帕斯卡，简称帕，用Pa表示。
• 1 Pa=1 N/m² • 人耳对1000Hz纯音能听到的最小声压为20μPa
2.声强
定义：就是声波的能流密度，即单位时间内 通过垂直于声波传播方向的单位面积的声波 能量，记为I，单位是W/m²
声强与声压的关系：I=P² /ρc I——声强
P——声压 ρ——媒质的密度 c——波速
3cm= 1/4λ共振频率
A B C
λ管腔= 1Байду номын сангаас4λ共振频率
λ共振频率=12cm
λ = 12 cm ————→f = 2800 Hz 声音信号在鼓膜处放大10-15dB，被称为耳道共振
本节课到此结束
3. 振幅 定义：正弦函数上的最大幅值。
4.相位
• 相位：显示了波形的起始
点。
• 相位角：相位可用圆周上
的不同角度来度量，从 0°到360°。
2.声压与声强
• 1.声压 • 声波在空气中的传播表现为疏密波的形式。 • 稀疏：P压强<P静态大气压 • 稠密：P压强>P静态大气压
• P声压=P实际压强-P大气静压强
☸
T=1/f
单位是Hz
2.波长
波长：指波在一个完整的波动周期内向前传播的距离 例如：两个相邻波峰之间的距离。用λ表示，单位是米 （m）。
频率与波长的公式：λ=cT=c/f
λ——波长，m
C——声速，m/s
T——周期，s
f——频率，Hz
• • 在声波传播过程中，空气分子中的密集区或稀疏区的气压 与正常气压相比所产生的最大压强变化量值。 • 代表了声压的大小。 • 振幅↑，声压↑
Ir=E/4πr ²
1
2.声能的吸收
• 定义：声波在媒质中传播，由于媒质分子 • 黏滞性，媒质质点运动时产生摩擦，一部 • 分能量在摩擦时转化为其他形式的能量 • （如媒质的内能）。
四、共鸣
• 定义：一个弱的声源可在一特定的空间中 • 产生较高的声强。 • 产生条件：f声源=f固有
1.亥姆霍兹（Helmholtz） 共鸣腔