2020高中物理竞赛名校冲刺讲义设计-机械波第六节声波

2020高中物理比赛名校冲刺讲义设计—机械波：第六节声波2020高中物理比赛名校冲刺讲义设计—机械波：第六节声波11/11蚁PAGE11艿膆聿芅羃膈莃膂肈螅肈膅莄荿袁螄肁莄膈肆螅薀薃羂袀羃芈羆膆袁肁芀虿螆莈袆莃螈螂袂莈莆蒈螆螃肀膀肀蒀羅薈螆膄芁袂蚃腿薄蚈蚆薅芈莀羁羈膃蚈薆羆葿肂蒃羁肆螇蒆肃蚀螄螁螀蚅袇莇蒄袁节莃蕿芄羇芇袅袈羄薁芈袃肇膇芆聿蒁膃莁蒂膇2020高中物理比赛名校冲刺讲义设计—机械波：第六节声波2020高中物理比赛

江苏省苏州高级中学比赛班上课讲义

第九章机械振动

第三次课：

2学时

1题目：

声波

多普勒效应

2目的：

1

理解声强级和声压级的看法。理解声强的衰弱规律。

2认识多普勒效应及其应用

。

一、引入课题：

二、解说新课：

声波

声波：在弹性介质中流传的机械纵波，其频率在

20～20000Hz

范围之内，

可以引起人的听觉，则称为声波。次声波：波频率低于

20Hz，称为次声波

超声波：频率高于

20000Hz，称为超声波

一、声强和声强级

把单位时间内声源向外辐射的声能称为声功率，用符号

P表示。

把单位时间内经过垂直于声波的流传方向单位面积上的平均声能称为声强。

声强就是声波的能流密度，用I表示。P1uA22IS2在SI中，声强的单位是瓦[特]每平方米，符号为Wm-2。

比方：球面波PI4r2对于球面波，声强与点声源的声功率成正比，与到声源距离的平方成反比。

引起人的听觉的声波不但有必然的频率范围，还有必然的强度范围。声强范围大体为10－12—1Wm-2如：引起听觉的声强是10－12Wm-2；平时发言的声强是－6-2-210Wm；炮声也是人的痛觉阈是1Wm。由于可闻声强的数量级相差悬殊，平时用声强级赖描述声波的强弱。规定：声强I0＝10－I12Wm-2作为测量声强的标准，某一声强的声强级用L表示L1gI0声强I与基准声强I0之比的常用对数称为声强I的声强级。声强级的单位为

贝（尔），符号为B。

平时用分贝为单位，10（1gI）LI用符号LI表示为：I0谈论：

当几个不同样的声波同时传到某一点，该点的总声强一般等于各声波的声强之和。

例8-4某处有两个声强级为60dB的声音。求该处总声强和总声强级。解：设每个声音的声强为I1,声强级为L1,

LI1（I1）10lg所以：(LI1)I0106Wm2106Wm2I1I010101012总声强106Wm2I2I12总声强级I2106L163dB10lg10lg12dBI010二、声压和声压级

介质中有声波流传时的压力与无声波流传时的静压力之间有一差额，这一差额称为声压。也就是说，声压是声波造成的附加压强。p2Iu

在SI中，声压的单位是帕[斯卡]，符号为Pa。

当空气中的声强为基准声强(I1012Wm2)时，可求得相应的声压

为p02105Pa，往老例定为基准声压。

把声压p与基准声压p0之比的常用对数乘以20，称为声压级，用符号LP表示20lgpLpp0在SI中，声压级的单位是分贝，符号为dB

三、声波的衰减规律

声波在介质中流传时，随着距离增大，声强将逐渐减弱。这种现象称为声波的衰减。

I0emx

由于介质对声波的吸取，声强随声波在介质中经过的距离按指数规律衰减。

例9-5某频率的平面声波，其声强级为70dB，空气的吸声系数为0.02m-1，求该声波在空气中流传100m后的声强级。解：I2I1emx上式两边除以基准声强，取常用对数并乘10，有10lgI2101gI1mxlge10I0I0所以LI2LI110mxlgeLI2(7010四、声波的反射、透射和吸取

设单位时间内入射到间隔层的总声能为E0，反射声能为E，间隔层吸取的声能为E，透过间隔层的声能为EEEEE0EEEE0把单位时间内反射声能E与入射声能E0之比值称为反射系数，用γ表示EE0在工程上，常把1与反射系数之差称为资料的吸声系数。用α表示1EEE1E0E0单位时间内，透过间隔层的声能Eτ与入射声E0的比值称为透射系数，用表示EτE0

五、超声波

超声波与可闻声波对照，由于频率高、波长短，所以拥有以下特点。

由于超声波频率高，波长短，衍射现象不显然，所以超声波的流传方向性好，容

易获取定向而集中的超声波束。

近代超声技术已能产生几百到几千瓦的功率。

在不透明的固体中，超声波能穿透几十米的厚度。

六、次声波及其应用

次声波又称亚声波。是频率低于可听频率范围的声波。它的频率范围大体为

10-4～20Hz。

现在已知的次声源有：火山爆发、坠入大气的流星、极光、电离层扰动、地震、海啸、台风、龙卷风、雷电等。

应用：

1、展望自然灾害事件。

2、利用接收到的被测声