0.2经典声学发展史.ppt

经典声学发展史 内 容 提 要 一、前言 一、前言 一、前言 一、前言 一、前言 一、前言 一、前言 一、前言 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 二、声音的产生 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 三、声音的传播 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 四、声音的接收 Robert Boyle1627.1.25－1691.12.30 确认了空气是声传播的媒介之后，相应的问题产生了： 声传播速度是多少？ 1635年 Gassedi 风 手枪声源 478.5m/s Mersenne 风 450m/s 1650年 G.A.Borelli 风 手枪声源 350m/s 1738年 巴黎学会 野外无风 大炮声源 332m/s 1942年 巴黎学会 标准状态 大炮声源 331.45m/s 经历了300多年的时间 1808年，法国物理学家J.B.Biot在巴黎通过控制时间的方式测量了铁管中的声速。 J.B.Biot 1774－1862 第一个有强烈愿望去测量水中声速的人是瑞典人Daniel Colladon。他于1826年在日内瓦湖测量了水中的声速。测值：1435m/s。 Daniel Colladon 1802-1893 由此，牛顿做了个大胆而武断假设，这个假设是这样的：当振动在某一流体中传播时，流体分子一直做简谐运动，就像钟摆的运动那样加速或是减速。 并且他证明了，如果这在一个分子上成立，那么在所有临近的分子上都成立。最终得出结论：声速正比于根据空气密度所得大气压力的平方根。 尽管声音在液体中传播与在空气中做了比较，但是第一个基于声的波动理论的数学理论的研究是由Sir Isaac Newton完成的。他在他的著名的第二部《数学原理》一书中表述道：声在传播过程中引起介质振动，这个振动会使临近的媒质振动，这样不断地延续下去。 Isaac Newton（1642年12月25日-1727年3月20日） Newton的《数学原理》 If I have seen further than other men, it is because I have stood on the shoulders of giants. 我们可以清晰的看到，没有流体中声波波动方程的建立和解答，声传播的问题就无法完全解决。d’Alembert是第一个于1747年推导出这个公式的人。他认为这个公式将会用于声波。但在细节上他没有获得多少进展。最终还是由Euler解决了这个问题。 d’Alembert Euler Euler于1759年在柏林学会的三篇论文建立了空气中声波波动理论的基础。根据同一时期都灵学会的记载，Lagrange修正了Newton的理论并将其概括总结为声波作为简谐波的直接形式的武断特性的情形，也得出了类似的结论。 直到1816年Pierre Simon Laplace指出Newton和Lagrange在用空气自身体积的弹性时犯了个错误，期间毫无进展。这个弹性是在恒定温度估计空气微粒弹性的等价物。鉴于运动加速涉及声波的传播路径，看起来Laplace对压缩和变稀疏服从绝热定律的假设更加合理。 Pierre Simon Laplace 1749－1827 18世纪末和19 世纪的前25年间在连续介质中声波的理论取得了巨大的进步，大部分以d’Alembert于1747年发现的声波方程这个一般方法为基础。这个方程说明声速量的二次对时间求导该值对空间求二次导所得值是等效的。 关于压缩性波在三维流体介质中传播的很多难题已经在S.D.Poisson1820年著名的论文集中被攻破。三年后，在同样冗长的论集中，他给出了最精细的理论来解释管中声波的传播