02声波的基础知识解析
2-声学基础
a.反射定律： b.折射定律：
三、声波的传播特性
★声波的反射定律与折射定律
与折射定律有关的讨论
由折射定律可知：
声波的折射是由声速决定的。
三、声波的传播特性
思考题 1、为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远一点？
三、声波的传播特性
思考题2.为什么逆风传播的声音难以听清？
三、声波的传播特性
即：
pi pr pt
p zs c u
声阻抗 率
ui cos i u r cos r ut cos t
pr 2c2 cos i 1c1 cos t rp pi 2c2 cos i 1c1 cos t
p p 1
且处处与波阵面垂直的直线。)
二、声波的描述
声波的类型
类型 平面声波 球面声波 波阵面 垂直于传播 方向的平面 以任何值为 半径的球面 同轴圆柱面 声线 相互平行 的直线 由声源发出 的半径线 线声源发出 的半径线
声学基础知识
声源类型 平面声源 点声源
柱面声波
线声源
Chapter 2
声学基础知识
⑴ 声压
a、瞬时声压：某一瞬间的声压。
b、有效声压（pe）：在一定时间间隔中将瞬 时声压对时间求方均根值即得有效声压。
二、声波的描述
1、声压和声压级
日常生活中声音的声压数据 (Pa)
声音种类
正常人耳能 听到最弱声 普通说话声 （1m远处） 公共汽车内
声压
2X10-5
声音种类
织布车间 柴油发动机、球 磨机 喷气飞机起飞
描述声波的基本物理量
声速：振动在媒质中传播的速度。
媒质特性的函数，取决于该媒质的弹性和密度。 声速会随环境的温度有一些变化。
专题02 声现象探究题(解析版)
专题02 声现象探究题抓住考点学声学实验问题需要学习的基础知识1.声音的传播需要介质，真空不能传声。
2.音调跟发声体振动频率有关系，频率越高音调越高；频率越低音调越低。
3.响度跟发生体的振幅和距发声距离的远近有关。
根据考点考【例题1】下表记录了声波在五种气体中不同温度条件下的传播速度（单位是m/s），请依据表中的相关数据回答下列问题：（1）当温度为20℃时，声波在氢气中的传播速度为 m/s。
（2）声波的传播速度与温度的关系是：。
（3）根据表格中的数据，最大飞行速度一定的飞机要在空气中实现超音速飞行，在温度的条件下更容易成功。
（选填“较高”或“较低”）【答案】（1）1306；（2）在同种气体中，声波的传播速度随气体温度升高变快；（3）较低。
【解析】（1）观察表格看出，当温度为20℃时，声波在氢气中的传播速度为1306m/s。
（2）观察表格，对于同一种物质空气而言，温度为0℃、10℃、20℃、30℃时，声音在空气中传播的速度分别为331m/s、337m/s、343m/s、349m/s，温度越高，速度越大。
还发现声音在同一种物质氢气中、氦气中、氮气中、二氧化碳中，不同温度下传播速度也不同。
也有温度越高，速度越大这个现象。
这样我们可以得出结论是在同种气体中，声波的传播速度随气体温度升高变快。
（3）一般来讲，在25℃，音速为340m/s。
那么超音速飞行就是飞机速度要大于340m/s，由于温度越高音速越大，所以温度较低些，飞机最大速度是容易做到的。
【例题2】探究声音的产生与特性。
如图，用音叉和乒乓球进行如下实验：（1）轻敲256Hz的音叉，用悬吊着的乒乓球接触发声的叉股，发现丘乓球也弹开，说明声音是由物体产生的；（2）重敲同一音叉，听到更大的声音，同时发现乒乓球被弹开得更远，说明声音响度与发声体的有关；（3）换用512Hz的音叉重复实验，听到声音的音调更高，说明音调与发声体的有关。
【答案】（1）振动；（2）振幅；（3）频率.【解析】（1）发声的音叉在振动，当与乒乓球接触时，会把乒乓球弹起；（2）当敲击音叉的力增大时，音叉发出响度更大的声音，重做上面的实验时，观察到乒乓球弹起的幅度越大；通过实验可以判断物体振幅是不同的，说明了响度与声源的振幅有关，而且是振幅越大，响度越大；（3）振动越快，音调就越高；故换用512Hz的音叉重复实验，音叉振动的更快，故听到声音的音调更高，这说明声音的音调与发声体振动的频率有关。
2 声学基本知识
5.气象条件的影响
雨、雪、露等对声波的散射会引起声能 的衰减。但这种因素引起的衰减量很小， 大约每1000m衰减不到0.5dB，因此可以 忽略不计。 风和温度梯度对声波传播的影响很大。
噪声污染控制技术
邱艳君
2 声学基础知识
2.1 声音的产生和传播 2.2 声波的传播特性 2.3 声源的辐射特性
2.1声音的产生和传播
物体的振动是产生声音的根源。 声源： 我们把产生声音的振动物体称作声源。
2.1.2 声音的产生和传播
声波：这种向前推进着的空气振动称为声波。 声场：有声波传播的空间叫声场。 声音传播的实质： 声音传播是指物体振动形式的传播。
一般情况下很小， 可忽略不计，因此 LI=LP
3.声功率和声功率级
a.声功率:
声源在单位时间内辐射的总能量，单位是瓦。
意义： 声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理 量；声功率可用于鉴定各种声源。
b.声功率与声强的关系
W I S
球面辐射时： I W 2
4r
波阵面面积
c.声功率级
W LW 10 lg W0
声音种类 声压 声音种类 声压
正常人耳能 听到最弱声 普通说话声 （1m远处） 公共汽车内
2X10-5 2X10-2 0.2
织布车间 柴油发动机、球 磨机 喷气飞机起飞
2 20 200
1.声压和声压级：
c. 声压级: 该声音的声压与参考声压的比值取以10为底 的对数再乘20，即：
p L p 20 lg p0
2.2.1 描述声波的基本物理量
1.周期： 质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（s）。 2.声波频率： 一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹(Hz)。
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。
【初中物理】2021初中物理声波知识点总结
【初中物理】2021初中物理声波知识点总结
【—声波总结】声波要领：声波，声以波的形式传播着，叫做声波，声波借助各种介质向四面八方传播。
声波
传播介质
除了空气，水、金属和木材等弹性介质也能传播声波。
它们是声波的好媒介。
在真空状态下，由于没有弹性介质，声波无法传播。
传播原理
扬声器、各种乐器以及人类和动物的发声器官都是声源。
地震震中、闪电源、雨滴、风、随风飘动的树叶、昆虫翅膀等各种可移动物体都可能是声源。
它们产生的声波比正弦波更复杂，属于复合波。
地震会产生各种复杂的波，包括声波。
事实上，声波本身是人耳听不见的，其频率太低（如1Hz）。
人对声音的感觉有一定频率范围，大约每秒钟振动20次到20000次范围内，即频率范围是20hz--20000hz，如果物体振动频率低于20hz或高于20000hz人耳就听不到了，高于20000hz的频率就叫做超声波，而低于20hz的频率就叫做次声波。
所以说不是所有物体的振动所发出的声音我们都能听到的。
另外要能听到声音也必须有传播声音的介质。
声波是一种超压变化，而不是大气压力。
空气粒子振动的方式跟声源体振动的方式一致，当声波到达人的耳鼓的时候就引起耳鼓同样方式的振动。
驱动耳鼓振动的能量来自声源体，它就是普通的机械能。
不同的声音就是不同的振动方式，它们能够起区别不同信息的作用。
人耳能够分辨风声、雨声和不同人的声音，也能分辨各种言语声，它们都是来自声源体的不同信息波。
知识概述：声波是一种纵波，是在弹性介质中传播的压力振动。
然而，当在固体中传播时，也可能同时存在P波和S波。
3.1-声波解析
c2
声幅
pm cA
有效声压 pe
pm 2
5
2.声阻抗（acoustical impedance）
声阻抗：声压与声振动速度之比 表征介质中存在着“传播损耗”
Z pm cA c m A
单位：瑞利（N·S·m-3）
6
3.声 强（sound intensity）
2
第一节 声波
一、声压、声阻抗和声强 二、声波的反射和透射 三、听觉域、声强级和响度级
3
二、声压、声阻抗和声强 1.声压（sound pressure)
• 声音在空气中传播为纵波，是疏密波，引 起压强的局部变化。
4
声压：介质中有声波传播时的压强和无声波 传播时的静压强之差
声压反应了声波的强弱
度可能相差很大 • 响度级：用1000Hz声音的响度为标准，将其他
频率声音的响度与此标准比较，响度相同，则 响度级相同。 • 单位：方
20
等响曲线
0 方曲线为听阈曲线 120 方曲线为痛阈曲线
将不同频率相同响度感觉的各点连接起来,形成 一响度曲线 ( loudness contours)。
听觉阈和等响曲线
第一节 声波
声波是机械波 声波频率：20-20000Hz 次声波：<20Hz 超声波：>20000Hz
1
第一节 声波
1. 传播形式： 在气体和液体中，纵波； 在固体中，纵波和横波。 2. 传播速度： 与媒质的性质和温度有关 与频率无关； 3. V固>V液>V气
c 331 0.6t
蜜蜂发出的“嗡嗡”声等。由于低频噪音在空气中
传播速度较慢，对入耳的刺激不大，难被人发现。
声波的基础特性与应用
声波的基础特性与应用声波是一种机械波，是由物质的震动传播而产生的波动现象。
声波在空气、水、固体等介质中传播，是人类日常生活中不可或缺的一部分。
本文将介绍声波的基础特性以及其在各个领域中的应用。
### 声波的基础特性声波是一种纵波，其传播方向与振动方向一致。
声波的传播速度取决于介质的性质，一般在空气中的传播速度约为343米/秒。
声波的频率决定了声音的音调，频率越高，音调越高。
而声波的振幅则决定了声音的大小，振幅越大，声音越响亮。
声波的传播遵循波动方程，可以用以下公式表示：$$v = f \times \lambda$$其中，$v$表示声波的传播速度，$f$表示声波的频率，$\lambda$表示声波的波长。
声波的波长与频率成反比关系，频率越高，波长越短。
### 声波在医学领域的应用在医学领域，声波被广泛应用于超声波检查和超声波治疗。
超声波检查利用声波在人体组织中的传播特性，通过探头发射声波并接收回波来获取人体内部器官的影像，用于诊断疾病。
超声波治疗则利用声波的机械作用，对人体组织进行治疗，如碎石治疗、肿瘤消融等。
### 声波在通信领域的应用在通信领域，声波被应用于声纹识别技术。
声纹识别是一种生物特征识别技术，通过分析个体的声音特征来进行身份识别。
声波在此过程中起到传输和识别信息的作用，具有较高的安全性和准确性。
### 声波在工业领域的应用在工业领域，声波被应用于无损检测技术。
超声波无损检测是利用声波在材料中传播的特性，通过检测声波的传播时间和回波强度来判断材料内部是否存在缺陷，如裂纹、气孔等。
这种技术可以帮助工程师及时发现材料缺陷，确保产品质量。
### 声波在生活中的应用除了以上领域，声波在生活中还有许多其他应用。
例如，声波在音响系统中的应用，使人们能够享受高品质的音乐和影视体验；声波在声纳系统中的应用，用于水下通信和探测；声波在声波清洗中的应用，可以去除物体表面的污垢等。
总的来说，声波作为一种重要的机械波，在各个领域都有着广泛的应用。
声学基础知识(二)失真
声音的清晰度与混响
总结词
清晰度描述了声音中各个成分的分辨程度，混响则是指声音在空间中传播时产生的反射 和散射。
详细描述
清晰度是评估声音中各个成分可分辨程度的一个指标，它受到声音频谱、动态范围和空 间环境的影响。混响是由于声波在空间传播时遇到障碍物而产生的反射和散射，它使得 声音在空间中传播时产生延时和变化。混响可以增强空间的感知度和深度感，但过度的
混响可能会影响声音的清晰度和可理解度。
04
设备失真
音频设备的分类与特点
01
02
03
有线耳机
有线耳机通常具有较好的 音质和低失真度，但受到 线材的限制，使用不够便 捷。
无线耳机
无线耳机摆脱了线材的束 缚，使用方便，但音质和 失真度可能受到信号传输 的影响。
扬声器
扬声器是常见的音频输出 设备，分为有源和无源两 种类型，有源扬声器具有 更好的音质表现。
衍射是声波绕过障碍物继续传播的现象。衍射会影响 声波的传播方向和扩散范围，从而影响声音的清晰度 和扩散特性。
当两个或多个频率相同、相位差恒定的声波叠加时， 会产生干涉现象。干涉会导致某些区域的振幅增强， 某些区域的振幅减弱，从而影响声音的强度和频谱分 布。
干涉和衍射对于音质的影响主要体现在音色、空间感 和扩散特性等方面。在音乐厅、电影院等需要高质量 声音效果的场所，需要对声波的干涉和衍射进行合理 控制。
设备校准与调整
在使用音频设备之前，需要进行校准和调整，以 确保设备性能最佳，减少失真。
设备维护与保养
定期对音频设备进行维护和保养，以延长设备使 用寿命，保持良好性能。
THANKS
感谢观看
03
声音失真
声音的频率与频谱
总结词
七年级下册声波知识点总结
七年级下册声波知识点总结声波是一种机械波，是由振动源发出的机械波在介质中传播所产生的波动现象。
声波是在介质中传播的，必须有介质才能传播。
声波的传播需要介质分子之间的相互作用，介质分子之间存在着弹性力和粘滞阻力，所以声波传播的速度与介质的物质性质有关，比如介质的压力、密度、温度等。
声波是很常见的一种波，人们在日常生活中经常会遇到声波的存在，比如说人们说话、放音乐、开车的引擎声等都是声波的表现。
那么，声波有哪些特点、传播规律和应用呢？接下来我们将从以下几个方面来总结一下七年级下册声波的相关知识点。
一、声波的特点1. 声波是一种机械波，只能在介质中传播，不能在真空中传播。
2. 声波是由声源振动产生的，能使人的耳膜振动并引起人听觉的感知。
3. 声波会产生反射、折射、衍射和干涉等现象。
二、声波的传播规律1. 声波的传播速度与介质的物质性质有关，如声速与空气温度成正比。
2. 声波的传播是以波的形式传播的，波的传播可以用波的传播特性——波长、频率和波速等来描述。
3. 声波遵循洛义—亥吕茨定律，声源振动频率越高，发出的声波频率也越高。
三、声波的应用1. 声波的应用在医学上有超声波检查和治疗、在工业上有声波焊接和声波清洗、在日常生活中有声纳和无损检测等。
2. 声波的应用在地震预警、气象预报、通讯和声乐等方面也有广泛的应用。
以上就是对七年级下册声波知识点的一个简要总结，但这些知识点只是浅显的了解，若想更深入了解声波的知识，还需深入学习声波的传播规律、计算公式以及相关实验。
声波这一知识点涉及到物理学、化学、生物学等多个学科，它的应用也非常广泛，掌握声波的相关知识有助于我们更好地理解自然界的声音现象，并且对于我们的学习和生活都有一定的帮助。
希望同学们能够在学习中对声波有更深入的了解，为今后的学习打下扎实的基础。
声学基础知识点总结
声学基础知识点总结1. 声波的产生声波是由振动的物体产生的，当物体振动时，会产生压缩和稀疏的波动，这些波动以一定速度在介质中传播，就形成了声波。
声波的产生需要具备两个条件：振动源和传播介质。
一般来说，声波的振动源可以是任何物体，包括人类的声带、乐器的琴弦、机器的发动机等，而传播介质主要是固体、液体和气体。
声波在不同的介质中传播速度不同，气体中的声速最慢，固体中的声速最快。
2. 声波的传播声波的传播包括两种方式：纵波和横波。
纵波是指波动方向与传播方向相同的波动，即介质中的分子以与波动方向相同的方式振动。
在气体和液体中，声波主要是纵波。
横波是指波动方向与传播方向垂直的波动，即介质中的分子以与波动方向垂直的方式振动。
在固体中，声波主要是横波。
3. 声波的特性声波具有一些特性，包括频率、振幅和波长。
频率是指单位时间内声波振动的次数，单位是赫兹（Hz），通常用来表示声音的高低音调。
振幅是指声波振动的幅度，通常用来表示声音的大小。
波长是指声波在介质中传播一个完整周期所需要的距离，与频率和传播速度有关。
4. 声音的产生声音是由声波在空气中传播而形成的，但在声音产生的过程中，还需要经过声带的振动、共鸣腔的放大和嘴唇、舌头等器官的调节。
声带位于声音道中部分，当呼吸进入声音道时，声带会振动产生声波，不同的振动频率会形成不同的音调。
共鸣腔是指声音道中的空腔部分，不同的共鸣腔大小和形状会影响声音的音色。
嘴唇、舌头等器官的调节会改变声音的音调和音色，从而产生不同的语音。
5. 声波的接受人类的听觉系统能够接受声波并将其转化为神经信号传递给大脑，从而形成对声音的感知。
耳朵是人类的听觉器官，主要包括外耳、中耳和内耳。
外耳是声音的接收器，能够接受来自外界的声波并将其传递给中耳。
中耳是声音的传导器，能够将声波转化为机械波并传递给内耳。
内耳是声音的感受器，能够将机械波转化为神经信号，并传递给大脑进行处理。
6. 声波的用途声波在日常生活中有着广泛的应用，包括声音通讯、声波测量、声波成像等方面。
声波基础的知识点整理
声波基础的知识点整理
1. 什么是声波？
声波是一种机械波，是由物体的振动引起的，通过介质（如空气、水）传播的波动现象。
声波通过不断的波动产生压力变化，从而引起人耳的听觉感知。
2. 声波的特征
- 频率：声波的频率指的是每秒钟的震动次数，单位为赫兹（Hz）。
- 波长：声波的波长指的是在波动中相邻两个点之间的距离，以米（m）为单位。
- 音量（振幅）：声波的音量指的是波动中振动的幅度大小，与声波的能量有关。
- 声速：声波在介质中传播的速度，一般情况下在空气中的声速约为343米/秒。
3. 声波的传播方式
- 纵波：介质中的分子在波的传播方向上来回振动，如声音传播时空气分子的振动。
- 横波：介质中的分子在垂直于波的传播方向上来回振动。
4. 声波的应用领域
- 通信：声波可以用于声音的传输，如电话、对讲机等。
- 医学：声波可以用于医学成像，如超声波检查、超声波治疗等。
- 测距：声波通过测量回声延迟来测量距离，如雷达系统中的
超声波测距。
5. 声波的损耗与反射
声波在传播过程中会遇到介质的吸收、散射等现象，导致能量
的损耗。
当声波遇到一个物体时，根据物体的特性，可能会产生反射、吸收或透射。
6. 声波与其他波的比较
- 光波与声波：光波是电磁波，传播速度更快，不需要介质来
传播，而声波需要介质传播。
- 电磁波与声波：电磁波包括光波和无线电波等，与声波相比，电磁波的频率范围更广，传播能力更强。
以上是关于声波基础的知识点整理，希望对您有所帮助！。
大学声学知识点总结
大学声学知识点总结一、声波的基本特性1. 声波的定义和特点声波是由物体振动产生的机械波，可以在各种介质中传播。
声波的传播受介质的性质影响，可以是固体、液体或气体。
2. 声波的频率和波长声波的频率是指声波振动的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。
声波的波长是声波在介质中传播一个完整波周期所需要的距离。
3. 声波的速度声波在不同介质中的传播速度不同，一般情况下在空气中的速度约为343米/秒。
声波的速度与介质的物理性质有关。
4. 声波的幅度和声压声波的幅度影响声音的大小，通常以分贝（dB）为单位来表示。
声波的声压是声波引起的气体压力变化，通常以帕斯卡（Pa）为单位。
二、声音的传播1. 声音的传播方式声音可以通过空气、水或固体传播，传播方式主要有远场传播和近场传播两种。
2. 声音的传播路径声音传播的路径包括直接传播、反射传播和绕射传播。
在不同环境中，声音的传播路径会发生改变。
3. 驻足波和行波声音传播时会形成驻足波和行波，行波是指声波的传播波动过程，而驻足波是指声波在固定位置上形成的波动。
三、声学原理1. 声源和声响声音产生的物体称为声源，声音在空间中的传播形成声响。
声源和声响的关系影响了声音的传播和接收。
2. 声音的特性声音具有频率、强度、音色和音高等特性，这些特性影响了声音的识别和分析。
3. 振动和声波声音是由物体的振动产生的声波，振动和声波的频率和幅度对声音的质量和响度有影响。
四、声音的接收和分析1. 声音接收器件常见的声音接收器件包括麦克风、声纳和耳朵等，它们可以将声音转换成电信号或神经信号。
2. 声学信号处理声学信号处理是将声音信号进行采集、分析和处理的过程，包括信号的滤波、压缩、识别和定位等操作。
3. 声学信息识别声音的频率、强度和音色等特性可以帮助人们识别声音的来源和含义，如语音识别和环境声音识别等。
五、声学应用1. 声学测量和监测声学可以用于测量和监测环境中的声音和振动，包括噪声、震动和声场等参数的检测。
声波学基础
声波学基础
声波学基础是研究声波的产生、传播、接收和效应的学科。
以下是声波学基础的一些基本概念：
1. 声波的产生和传播：声波是由物体的振动产生的，当物体振动时，会使得周围的介质（如空气、水、固体等）产生周期性的压缩和膨胀，从而形成声波的传播。
声波的传播速度与介质的性质有关，如介质的密度、弹性模量、温度等。
2. 声波的接收：声波可以通过不同的介质传播，当声波遇到障碍物或接收器时，会发生反射、折射、吸收等现象，声波的能量会因此而减弱或消失。
接收器可以根据声波的传播特性来检测、测量或记录声波。
3. 声波的效应：声波在传播过程中会对介质产生作用力，这种力可以改变介质的运动状态或形状。
例如，声波可以引起物体的振动，从而产生声音。
此外，声波还可以用于清洗、破碎、混合等物理过程。
4. 声波的参数：描述声波的参数有频率、振幅、相位、波长等。
频率是声波单位时间内振动的次数，单位为赫兹（Hz）；振幅是声波振动幅度的最大值，表示声波的强度；相位是描述声波波形变化的参数；波长是声波在一个周期内传播的距离。
5. 声波的应用：声波在许多领域都有广泛的应用。
例如，超声波可以用于清洗、切割、医学成像等方面；次声波可以用于通信、地震勘探、环境监测等方面；声音可以用于语音通信、音乐、音响等领域。
总之，声波学基础是研究声波的基本规律和应用的学科，它在通信、医学、物理、工程等领域中都有广泛的应用。
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。
专题02 声音的特性(解析版)
专题02 声音的特性（解析版）类型一音调、响度和音色的辨析【方法技巧】音调是指声音的高低，与发声体振动的频率有关；响度是指声音的大小，与振幅和离声源的远近有关；音色，是指声音有特色，与发声体本身的材料、结构有关。
日常生活中所说的俗语中：如大声喧晔、引吭高歌、震耳欲聋、低声细语等指的是响度；男低音、女高音指的是音调；“闻其声而知其人”指的是音色。
在辨析音调、响度和音色时一定要紧扣定义，并结合生活实际加强理解与记忆。
【专项训练】1.瑞典科学家在研究人猫沟通学时发现，猫在开心与满足时，倾向于发出频率较高的叫声；而在情绪低落或者感到紧张时，发出的叫声的频率降低，因此我们可以根据下列哪种声音特性判断猫的情绪()A. 响度B. 音调C. 声能D. 声速【答案】B【解析】由题意可知，猫在开心与满足时，倾向于发出频率较高的叫声；而在情绪低落或者感到紧张时，发出的叫声的频率降低。
而频率的大小决定了发出声音的音调高低，因此，我们可以根据声音的音调来判断猫的情绪。
故选B。
2.吹笛子时，用手按住不同的孔，则发出的声音()A. 音调不同B. 响度不同C. 音色不同D. 以上三者都有可能【答案】A【解析】解：笛子是靠空气柱的振动发声，空气柱长短不同，发出声音的音调不同。
因此，吹笛子时，用手按住不同的孔，则发出的声音音调不同。
故选：A。
吹笛子时，用手按住不同的孔，笛子内部的空气柱长短不同，即其振动的频率不同，所以音调不同。
本题主要考查声音三个特性的区分，要知道笛子是靠空气柱的振动发声，用手按住不同的孔，则发声的空气柱的长短不同，是解答的关键。
3.同学们都说小红和小兰说话声音很像，主要指她们两个人说话时声音的()A. 音调相近B. 频率相近C. 音色相近D. 响度相近【答案】C【解析】解：不同人的声带发声结构不同，所以发出声音的音色不同，而同学们都说小红和小兰说话声音很像，主要指她们两个人说话时声音的音色相近。
故选：C。
解决此题需要掌握：音色反映的是声音的品质与特色，它跟发声体的材料和结构有关。
声波相关知识点总结图
声波相关知识点总结图声波是一种机械波，是由物体的振动产生的，通过媒质传播的波动。
当物体振动时，空气分子和其他媒质的分子也会产生振动，这种振动通过分子之间的碰撞和相互作用传播，最终形成声波。
声波是人类日常生活中不可或缺的一部分，我们通过声波来进行交流、沟通、甚至进行一些科学实验和技术应用。
以下是声波相关的知识点总结：1.声波的特性：声波具有以下几个特性：（1）机械波：声波是一种机械波，需要通过媒质（如空气、水、固体等）传播，无法在真空中传播。
（2）纵波：声波是一种纵波，即其振动方向与传播方向一致。
在声波传播过程中，介质的分子沿传播方向来回运动。
（3）频率和振幅：声波的频率决定了声音的音调，频率越高，声音的音调越高；振幅决定了声音的大小，振幅越大，声音越大。
（4）速度：声波在不同媒质中的传播速度不同，一般在空气中的传播速度约为340米/秒，在水中的传播速度约为1500米/秒。
2.声波的产生和传播：声波是由振动的物体产生的，如人的声带振动产生声音、乐器的振动产生音乐等。
振动物体在媒质中产生的震动传播出去，形成声波。
声波通过媒质的分子之间的相互作用传播，最终被人耳或声波接收器接收并转化为声音。
声波的传播路径受到媒质的影响，不同的媒质对声波的传播有着不同的影响，如空气、水、固体等的声波传播路径和速度各不相同。
3.声波的应用：声波在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，如：（1）通信：声波在通信领域中有着重要的作用，如电话通信、语音通信等都是通过声波进行传输的。
（2）医学：声波在医学诊断中有着重要的应用，如超声波检查、声波治疗等。
（3）工程：声波在工程领域中也有着广泛的应用，如声波探伤、声波清洗、声波焊接等。
（4）科学研究：声波在科学研究中也有着重要的应用，如声呐测距、声波成像等。
4.声波的损耗和衍射：声波在传播过程中会受到一定的损耗，主要是由于媒质的吸收和散射引起的。
声波的损耗会导致声波的传播距离减小，声音变弱。
02声波的基础知识(3学时)
I Dc
声强与声压的关系
I Dc
I
p
2 e
0c 2
c
p
2 e
0c
4.声压级、声强级和声功率级
大量实测显示：一定频率的声波，其 强度存在上、下两个限值。
在下限以下，人耳听不到声音，一般 称下限值为听阈值。
在上限以上，人耳会有疼痛的感觉， 上限值为痛阈值。
频率不同，上、下限值不同。
球面声波的声强
r
I
W S
W
4r2
自由空间
在理想媒质中，球 面声波声强随离开 声源距离的增加， 按平方反比规律衰 减。
球面声波的声强
r
半自由空间
I
W S
W
2r2
平均声能密度 D
平均声能密度 D：为单位媒质具
有的平均动能和平均势能之和， 即：
Dpe2/0c2
声波在不同弹性媒质中传播时， 与之密切相关是媒质密度及声速。
21.1℃时声速近似值
媒质名称 空气
水 混凝土 玻璃
声速(m/s) 344 1372 3048 3658
媒质名称 铁 声速(m/s) 5182
铅 1219
硬木 4267
软木 3353
空气中的声速
C=331.45+0.61t（t为温度，℃ ） 一般计算时，空气中的声速可取
340m/s（15℃ 值）
也就是说：声音的传播实质是物体 振动的传播，即传播出去的是物质 运动的能量，而不是物质本身。
波动
声音是物质的一种运动形式， 这种运动形式叫波动。
声波的类型
波阵面：空间中同一时刻波 到达的各点可以连接成一个 面，称为波阵面。
声波的类型：平面声波
声波基础知识
声波基础知识声源每秒振动的次数称为声波的频率，并用字母ｆ表示，其单位为赫兹（Hｚ）１/秒。
虽然在自然界中能产生单频率的声源很少，大多数声源的振动是一个很复杂的过程，产生的大多为复合音。
但是，我们可以用频谱分析的方法，把一个复合音分解为一系列幅值不同的单频声的组合。
因此研究单频声具有基础性的意义，而频率则是描述单频声的一个重要物理量。
频率的倒数则称为周期。
单位为秒。
人耳能听得见的声波的频率范围为20～20000Hｚ，称为可闻声或音频声。
低于２０Hｚ的声波，称为次声。
虽然人耳听不到，但可用仪器接收到，它在研究热带风暴、地震及核爆炸等方面有广泛的应用。
高于20000Hｚ的声波称为超声，它在无损探伤、切割、诊断、水下探测等方面，均有广泛的应用。
当频率再提高至波长可与物质结构的线度相比较时，就可以用声波来研究物质结构，这样频率的声波则称为特超声。
在音响和通信中所涉及的声波，就是人耳能感知的音频声。
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。
声波基础知识
声波基础知识声源每秒振动的次数称为声波的频率，并用字母ｆ表示，其单位为赫兹（Hｚ）１/秒。
虽然在自然界中能产生单频率的声源很少，大多数声源的振动是一个很复杂的过程，产生的大多为复合音。
但是，我们可以用频谱分析的方法，把一个复合音分解为一系列幅值不同的单频声的组合。
因此研究单频声具有基础性的意义，而频率则是描述单频声的一个重要物理量。
频率的倒数则称为周期。
单位为秒。
人耳能听得见的声波的频率范围为20～20000Hｚ，称为可闻声或音频声。
低于２０Hｚ的声波，称为次声。
虽然人耳听不到，但可用仪器接收到，它在研究热带风暴、地震及核爆炸等方面有广泛的应用。
高于20000Hｚ的声波称为超声，它在无损探伤、切割、诊断、水下探测等方面，均有广泛的应用。
当频率再提高至波长可与物质结构的线度相比较时，就可以用声波来研究物质结构，这样频率的声波则称为特超声。
在音响和通信中所涉及的声波，就是人耳能感知的音频声。
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。
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2.3 频程和频谱
噪声是复音，一个声源发出的声音往往是 由很多不同频率、不同强度的成分合成的。 那么，如果我们要描述一个声音，就必须 把它的这些频率组份及其对应强度全部表 示出来。 可听声频率范围：20~20000Hz 实测发现：两个不同频率的声音做相对比 较时，有决定意义的是它们频率的比值。
频率 f
单位时间（1s）媒质质点振动的次 数，单位为赫兹（Hz）。 f =1/T
每秒钟声源振动的次数越多，说 明频率越高，人耳主观感觉到的 音调就越高，反之越低。
可听声频率范围：20~20000Hz 超声 次声
声速 c
单位时间内波走过的路程。 (m/s)
C = λf=
λ/T
瞬时声压p ：我们把声场中某点 在某一瞬时，由静压P0改变到压 ’ p 强 时，所产生的压强增量称为 该点的瞬时声压p，即
p p P 0
'
瞬时声压是时间的函数。
500kw鼓风机，一般声功率只有100w；
900万人同时说话，所发出的声能也只相当于 一只450w的电灯在相同时间内所消耗的电能。
不同声源辐射的声功率有很大的不同
一些声源的声功率和声功率级
噪声源 声功率（w）
声功率级(dB)
宇宙火箭
喷气飞机
大型鼓风机
气锤
4×107
196
织布机
104
160
汽车 （72km/h)
102
140
轻声耳语
1
120
噪声源 声功率（w）
声功率级(dB)
10-1 110
10-1 110
10-9 30
声源工作情况一定 时，辐射的声功率 是一恒量
鼓面
2.声压
波长λ
以鼓面振动为例。声波在传播过 程中，引起空气质点振动，致使 空气密度发生变化，密集时压强 超过大气压强，稀疏时则低于大 气压强。
上限 频率 中心 频率 下限 频率
22 44 88 177 355 710 1420 2840 5680 11360 22720
16
31.5 63
125 250 500 1000
2000 4000
8000
16000
11
22
44
88
177 355 710
1420 2840
5680
11360
倍频程
推而广之： 若频率比为 22 ，则称为2倍频程； 若频率比为 23 ，则称为3倍频程； 若频率比为 2n ，则称为n倍频程。
声速是媒质特性的函数，在不同的媒 质中，声速是不相同的。
21.1℃时声速近似值
媒质名称 声速(m/s) 媒质名称 声速(m/s) 空气 344 铁 5182 水 1372 铅 1219 混凝土 3048 硬木 4267 玻璃 3658 软木 3353
空气中的声速
C=331.45+0.61t（t为温度，℃ ） 一般计算时，空气中的声速可取 340m/s（15℃ 值）
第二节 声波的基础知识
2.1 声波的产生
当声源振动时，就会引起声 源周围弹性媒质——空气分 子振动，这些振动的分子又 使周围的空气分子产生振动， 这样声源产生的振动就以声 波的形式向外传播。
以鼓面振动为例
鼓 面
波长λ
声波形成的必要条件
声源 弹性媒质
纵波：媒质质点的振动方向与声波的传
播方向相一致。
空气中的声波即为纵波，又称疏密波。
横波：媒质质点的振动方向与声波的传
播方向垂直。
固体和液体中可能有横波，也可能有纵波。
波动
声波在空气中传播时，空气质点本 身并不随声波一起传播出去，空气 质点只是在它的平衡位置附近前后 做纵向振动。 也就是说：声音的传播实质是物体 振动的传播，即传播出去的是物质 运动的能量，而不是物质本身。
频谱图
线状谱（乐音） 连续谱（噪声） 复合谱（有调噪声）
线状谱（乐音）
声压级，dB
f ，Hz
连续谱（噪声）
声压级，dB
f ，Hz
复合谱（有调噪声）
声压级，dB
f ，Hz
频谱分析
在噪声控制中，要了解噪声的特 性，往往需要详细分析它的各个 频率成分和相应的强度，这也称 作频谱分析。 一般以倍频程或⅓倍频程中心频 率值为横坐标，声压级为纵坐标， 绘出的折线来表示声音的频谱。
倍频程
若频率比为21/3，则称为1/3倍频 程。 倍频程和1/3倍频程是最常用的。
倍频程的表示
某一倍频程常常由其中心频率f 表示. 中心频率是上、下频率的几何平均值， 简写成f。
中
f
f 上 f下
倍频带的宽度
1 f f 上－f 下 ( 2 )f 2
2.频谱
对含有多个频率成分的声音，我们只 要关注它的各个频率及其对应的强度 就可以了。 一般以频率为横坐标，声压级为纵坐 标，绘出的线条来表示声音，这就是 声音的频谱，也称频谱图。
1.频程
为了研究和实用上的需要，在声 学学科中，把宽广的可听声频率 范围划分成若干小区间，称其为 频程、频段或频带。
倍频程
把20~20000Hz的声频范围，按频率倍 比关系划分为11个段落。每个频带的 上限频率和下限频率相差一倍。 即频率比为21的频程，称它为倍频程。
f上 1 ＝2 f下
倍频程
波动
声音是物质的一种运动形式， 这种运动形式叫波动。
声波的类型
波阵面：空间中同一时刻波 到达的各点可以连接成一个 面，称为波阵面。
声波的类型：平面声波
面声源
当声波的 波阵面是 垂直于传 播方向的 一系列平 面时，就 称其为平 面声波。
声波的类型：球面声波
点声源
声波的类型：柱面声波
线声源
频谱分析、频谱图
声压级，dB 90
80
70
60 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 中心频率f，Hz
2.5 声音的物理量度
声功率 声压 声强
1.声功率W
声功率是表示声源特性的物理量， 是单位时间内声源辐射出来的总 声能量，用W表示，单位是瓦， 记为w。
声源声功率仅是声源总功率中以 声波形式辐射出来的一小部分功 率。
平面声波、球面声波、柱面声波 都是理想的传播类型。 在具体应用时可根据实际条件进 行合理近似。
2.2 声波的描述
波长 周期 频率 声速
波长 λ
相邻相位相同的质点之间的距离。
鼓 面
波长 λ
周期 T
质点往复振动一次所需要的时间，称 为周期。单位为秒（s）。 也就是波走过一个波长所需的时间。