超声波在不同介质中的传播
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超声波在不同介质中的速 度
宋琳哲 2017.03.04
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2
背景介绍
声波是机械纵波,可在固体、液体和气体中进行传播.频 率大于20 kHz的称为超声波，对波的传播,一般都是指理想 的简谐波，而实际传播的往往是非简谐波,即由多种频率成 分组合的波.超声波在传播的过程中会存在速度的分离情况，
所谓的群速度和相速度。
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3
基本概念
• 相速度:对简谐波而言，指的是相位传播的速度，也指波形 传播的速度。
• 群速度：指的是在合成波包峰(最大位移)的传播速度, 也指 能量和信息传播的速度.
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4
推导过程
相速度:
如图1所示,设有频率为ω的振动波y=Acos(ωtkx),k= 2π/λ,其传播方向由A向B.则波由A传播到 B的速度定义为相速,要保持相位不变的条件是: • ωt- kx=常数. (1) • ωdt- kdx=源自文库0,由定义可知相速Cp为
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8
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9
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10
实验结果
• 在本实验中介质为液体，比如水、甘油、乙醇，由此我 们可以联想到这种测量方法也可以应用到其他介质中，比 如肌肉，这样我们根据做相关的实验就可以求出超声波在 肌肉中传播时的群速度和相速度以及研究群相分离情况。
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11
谢谢大家
THANK YOU FOR YOUR
• Cp=dx/dt=ω/k= fλ.(2)
•
图一振动波图形
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5
•
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6
群速和相速的关系
•
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7
测量方法： 实验系统框图如图3所示,信号发生器通过超声头输出超声波,超
声由水槽壁的一端传向另一端.将压电接收头放入水槽中,同时将信 号输入到示波器中,压电接收头的移动距离可以在刻度尺上读出来. 信号发生器可以选择“正弦”“脉冲”的方式输出,分别用来测量 相速和群速.
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超声波在不同介质中的速 度
宋琳哲 2017.03.04
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背景介绍
声波是机械纵波,可在固体、液体和气体中进行传播.频 率大于20 kHz的称为超声波，对波的传播,一般都是指理想 的简谐波，而实际传播的往往是非简谐波,即由多种频率成 分组合的波.超声波在传播的过程中会存在速度的分离情况，
所谓的群速度和相速度。
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基本概念
• 相速度:对简谐波而言，指的是相位传播的速度，也指波形 传播的速度。
• 群速度：指的是在合成波包峰(最大位移)的传播速度, 也指 能量和信息传播的速度.
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推导过程
相速度:
如图1所示,设有频率为ω的振动波y=Acos(ωtkx),k= 2π/λ,其传播方向由A向B.则波由A传播到 B的速度定义为相速,要保持相位不变的条件是: • ωt- kx=常数. (1) • ωdt- kdx=源自文库0,由定义可知相速Cp为
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实验结果
• 在本实验中介质为液体，比如水、甘油、乙醇，由此我 们可以联想到这种测量方法也可以应用到其他介质中，比 如肌肉，这样我们根据做相关的实验就可以求出超声波在 肌肉中传播时的群速度和相速度以及研究群相分离情况。
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谢谢大家
THANK YOU FOR YOUR
• Cp=dx/dt=ω/k= fλ.(2)
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图一振动波图形
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群速和相速的关系
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测量方法： 实验系统框图如图3所示,信号发生器通过超声头输出超声波,超
声由水槽壁的一端传向另一端.将压电接收头放入水槽中,同时将信 号输入到示波器中,压电接收头的移动距离可以在刻度尺上读出来. 信号发生器可以选择“正弦”“脉冲”的方式输出,分别用来测量 相速和群速.