材料物理导论 熊兆贤着 课后习题答案 习题参考解答

第六章 材料的声学

1、

声振动作为一个宏观的物理现象，满足三个基本物理定律：牛顿第二定律、质量守恒定律和绝热压缩定律，由此分别可以推导出介质运动方程（p-V 关系）、连续性方程(V-'ρ)和物态方程（p-'ρ关系），并由此导出声波方程――p,V 和'ρ等对空间、时间坐标的微分方程。

2、

若声波沿x 方向传播，而在yz 平面上各质点的振幅和相位均相同，则为平面波

3、

s T 576

.28.138.13343.460====ββ

4、(略)

5、

主要措施：

a) 生产噪音小的车辆;

b) 铺设摩擦噪音小的路面（诸如： 使用改性沥青材料、形成合适路面纹路）； c) 在城市交通干道两旁设置吸音档墙（选用吸音材料、采用吸音结构）；

d) 最好把城市交通干道修建在地下（实例：法国巴黎和美国波士顿的部分交通干道）。

6、

声信号在海洋中传播时，会发生延迟、失真和减弱，可用传播损失来表示声波由于扩展和衰减引起的损失之和。其中，扩展损失时表示声信号从声源向外扩展时有规律地减弱的几何效应，它随着距离的对数而变化；而衰减损失包括吸收、散射和声能漏出声道的效应，它随距离的对数而变化。

柱面扩展引起的损失随距离一次方而增加，声波在海水中长距离传播时对应于柱面扩展。

海水中的声吸收比纯水中大得多，在海水中声吸收由三种效应引起：一是切变黏滞性效应，另一是体积黏滞性效应，以及在100kHz 下，海水中MgSO 4分子的离子驰豫引起的吸收。

7、

水声材料主要用于制作各种声源发射器和水听器，曾用过水溶性单晶、磁致伸缩材料和压电陶瓷材料，随着水声换能器技术的发展，要求具有功率大、频率常数低、时间和温度稳定性好、强电场下性能好以及能承受动态张应力大的材料。

8、

产生超声波的材料主要有两大类：

a) 压电晶体和陶瓷是产生超声波的一类重要的材料；

b) 磁致伸缩材料为另一类超声波发生材料。

9、

次声的特点为：

1）频率低于25Hz ，人耳听不到

2）次声在大气中因气体的黏滞性和导热性引起的声能吸收比一般声波小得多

3）吸收系数α与周期T 和大气压力的关系：

P T 24/106.1-⨯=α

4）次声受水汽以及障碍物的散射影响更小，可忽略不计

5）次声是一种平面波，沿着地球表面平行的方向传播，次声对人体有影响，会使人产生

不舒服的感觉

6）频率小于7Hz 的次声与大脑的α节律频率相同，因此对大脑的影响特别大，功率强

大的次声还可能严重损坏人体的内部器官。