第三章 声波的基本性质.ppt

主要内容 声波的基本概念 声音的传播速度及有关现象 声波的反射与折射定理 声波的绕射和其他波动现象 运动声源的多普勒效应 声级 电-力-声类比 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 电-力-声类比 我们把物理本质完全不同的系统用形式完全相同的数学方程来描述的方法叫做类比 许多物理本质完全不同的系统都可以用形式完全相同的微分方程式来描述。这种微分方程式形式相同的系统称为相似系统。 在微分方程中占据相同位置的物理量叫做相似量。 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 机电类比 （a）力学振动系统 （b）串联电回路 （c）阻抗型力学类比线路图 应用电路理论来解决机械振动系统的问题 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 机械系统的运动方程式： 电系统的运动方程： （1） （2） 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 机电类比 表1 机电参量类比 （阻抗型） 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 机电类比 （a）并联电路 （b）力学振动系统等效线路 图2 机电类比（导纳型） 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 机电类比 表2 机械量与并联电路系统的类比(导纳型类比) R 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 机电类比 电声类比 在声学中如果声学元件的线度比声波波长小的多时，声学元件中各部分的运动可以看作是均匀的，因而可以看作是集中参数系统，这样就很容易与电、力情况相类比，从而画出类比的声学线路图。 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 图 赫姆霍兹共鸣器示意图 质量： 力阻： 最基本的声振动系统——赫姆霍兹共鸣器工作原理 空气弹簧 弹性系数 力顺 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 电声类比 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 电声类比 * 声音的传播速度及有关现象 声波的传播速度指的是声振动状态的传播速度，其大小取决于传声媒质在声扰动作用下的可压缩性（或弹性）。 若媒质的可压缩性大，则声波在这种媒质中的传播速度就小，即传播得慢；反之，若媒质可压缩性小，则声波在此媒质中传播得就快。 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 空气中，声音的传播速度 c≈331.6+0.6t （m/s） 在流动媒质中，声速则为静止状态下的声速加上媒质的流动速度 声音在实际气象条件下受声速变化而引起的传播现象可由声线的变化方式来分析。声能从声源沿波阵面的法向传播，其传播的路径就称为声线，它与波阵面相垂直。 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 声音的传播速度及有关现象 声波从声速大的媒质传播到声速小的媒质时，声波传播的方向会发生变化，与入射声波的传播方向相比，折射声波的传播方向将靠近法线方向。 声波从声速小的媒质传播到声速大的媒质时，折射声波的传播方向将偏离法线方向。 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 声音的传播速度及有关现象 声速与风速 声速与温度 声速与风速、温度 声道现象 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 声音的传播速度及有关现象 声速与风速 风速梯度引起的声波折射 当声波顺风传播时，相对于地面的声速应加上风速。一般来说，由于地面对空气运动的摩擦阻尼，风速随离地面高度的增加而增大，使靠近地面的风有一个梯度。 声学基础 第三章 声波的基本概念和性质 顺风时，声速也随高度的增加而增大，声线向下弯曲；逆风时，声波朝逆风方向传播时，相对于地面的声速应减去风速，声速随高度的增加而减小，声线向上弯曲，就可能出现“