63波的能量声强级.pptx

第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*1以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播传播.振动动能振动动能xOxO第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*2杨氏模量杨氏模量弹性势能弹性势能xOxO第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*3弹性势能弹性势能xOxO第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*4体积元的总机械能体积元的总机械能xOxO第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*5讨讨 论论 体积元在平衡位置时，动能、势能体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能均最大和总机械能均最大.体积元的位移最大时，三者均为零体积元的位移最大时，三者均为零.(1)在波动传播的介质中，任一体积元在波动传播的介质中，任一体积元的动能、势能、总机械能均随的动能、势能、总机械能均随x、t 作周作周期性变化，且变化是期性变化，且变化是同相位同相位的的.第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*6 (2)任一体积元都在不断地接收和任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播能量放出能量，即不断地传播能量.任一体任一体积元的机械能不守恒积元的机械能不守恒.波动是能量传递波动是能量传递的一种方式的一种方式 .xOxO第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*7能量密度：能量密度：单位体积介质中的波动能量单位体积介质中的波动能量 平均平均能量密度：能量密度在一个周能量密度：能量密度在一个周期内的平均值期内的平均值xOxO第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*8二二 能流和能流密度能流和能流密度 能流：能流：单位时间内垂直通过某一面积单位时间内垂直通过某一面积的能量的能量.平均能流：平均能流：udtS第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*9 能流密度能流密度 (波的强度波的强度 )I:)I:通过垂直于波传播方向的单位面通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流积的平均能流.SuwP=udtS第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*10 例例 证明球面波的振幅与离开其波源的证明球面波的振幅与离开其波源的距离成反比，并求球面简谐波的波函数距离成反比，并求球面简谐波的波函数.证证 介质无吸收，通过两个球面的平均介质无吸收，通过两个球面的平均能流相等能流相等.即即第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*11 在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波在弹性介质中传播的机械纵波，一般统称为声波.可闻可闻声波声波 20 20000 Hz次次声波声波低于低于20 Hz 超超声波声波高于高于20000 Hz 声强：声强：声波的能流声波的能流密度密度.*二二 声强级声强级 超声波和次声波超声波和次声波第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*12 贝尔（贝尔（B）声强级：声强级：人们规定声强人们规定声强 （即相（即相当于频率为当于频率为 1000 Hz 的声波能引起听觉的最弱的声强）的声波能引起听觉的最弱的声强）为测定声强的标准为测定声强的标准.如某声波的声强为如某声波的声强为 I，则比值则比值 的对数，叫做相应于的对数，叫做相应于 I 的声强级的声强级 LI.声强：声强：声波的能流密度声波的能流密度.能够引起人们听觉的声强范围：能够引起人们听觉的声强范围：分贝（分贝（dB）第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*13声源声源声强声强W/m2声强级声强级dB响度响度引起痛觉的声音引起痛觉的声音1120摇滚音乐会摇滚音乐会10-1110震耳震耳交通繁忙的街道交通繁忙的街道10-570响响通常的谈话通常的谈话10-660正常正常耳语耳语10-1020轻轻树叶的沙沙声树叶的沙沙声10-1110极轻极轻引起听觉的最弱声音引起听觉的最弱声音10-120几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度几种声音近似的声强、声强级和响度第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*14 超声波在科学研究和生产上的应用超声波在科学研究和生产上的应用 声纳探测器声纳探测器:船只上的发船只上的发射器先向海底发射超声波，然射器先向海底发射超声波，然后通过仪器接收和分析反射回后通过仪器接收和分析反射回来的讯息，从而得到整个海床来的讯息，从而得到整个海床的面貌的面貌.超声波频率高（超声波频率高（可达可达 ）、）、能量大、穿透本能量大、穿透本领大，可用于测量海洋深度，海底地形，探测沉船和鱼领大，可用于测量海洋深度，海底地形，探测沉船和鱼群；工业探伤群；工业探伤;医学上用超声波显示人体内部病变部分医学上用超声波显示人体内部病变部分图象等图象等.1.在检测中的应用在检测中的应用第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*15 B B超超:因为不同身体构造反射是不同的，所以因为不同身体构造反射是不同的，所以高频率声音高频率声音 (超声波超声波 ）可用来作医学成像可用来作医学成像.越短越短的波长，得到的解像度就越高的波长，得到的解像度就越高.第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*162.在加工处理和医学治疗中的应用在加工处理和医学治疗中的应用 超声波超声波在液体中会引起在液体中会引起空化作用空化作用,它可用于捣碎它可用于捣碎药物制成各种药剂药物制成各种药剂,食品工业上用于制作调味剂食品工业上用于制作调味剂,建建筑业上用于制作水泥乳烛液筑业上用于制作水泥乳烛液.超声波超声波可以用来弄碎肾石可以用来弄碎肾石,消毒食物，因为高速消毒食物，因为高速的振动会令细菌难以抵抗的振动会令细菌难以抵抗.超声波亦可以用来清除眼超声波亦可以用来清除眼镜或饰物的污垢镜或饰物的污垢.多普勒超声波扫描术多普勒超声波扫描术:利用多普勒效应利用多普勒效应,反射超反射超声波物体的运动会改变回声的频率声波物体的运动会改变回声的频率,可测量血流速度可测量血流速度.第六章第六章 机械波机械波6-3 6-3 波的能量波的能量 声强级声强级*173.超声电子学超声电子学 利用超声元件代替电子元件制作在利用超声元件代替电子元件制作在 内内的延迟线的延迟线,振荡器振荡器,谐振器谐振器,带通滤波器等仪器带通滤波器等仪器,可广泛可广泛用于电视、通讯、雷达等方面用于电视、通讯、雷达等方面.次声次声（）：在火山爆发、地震、陨）：在火山爆发、地震、陨石落地、大气湍流、雷暴、磁暴等自然活动中都会有石落地、大气湍流、雷暴、磁暴等自然活动中都会有次声产生，次声是研究地球、大气、海洋运动的有力次声产生，次声是研究地球、大气、海洋运动的有力工具工具.次声波武器次声波武器:用振荡频率与人体大脑节律或人体用振荡频率与人体大脑节律或人体内脏器官固有频率相近的次声波内脏器官固有频率相近的次声波,使人神经错乱或破使人神经错乱或破坏内脏至死亡坏内脏至死亡.这是目前威力最大的声波武器这是目前威力最大的声波武器.