大物——第三章振动、波动和声详解.ppt

t时刻波面? t+?t时刻波面?波的传播方向 如你家在大山后,听广播和看电视哪个更容易? (若广播台、电视台都在山前侧) 二、波的叠加原理 各列波在相遇前和相遇后都保持原来的特性（频率、波长、振动方向、传播方向等）不变，与各波单独传播时一样，而在相遇处各质点的振动则是各列波在该处激起的振动的合成。 波传播的独立性原理或波的叠加原理： 能分辨不同的声音正是这个原因 两列波若频率相同、振动方向相同、在相遇点的位相相同或位相差恒定，则合成波场中会出现某些点的振动始终加强，另一点的振动始终减弱（或完全抵消），这种现象称为波的干涉。 相干条件 具有恒定的相位差 振动方向相同 两波源具有相同的频率 满足相干条件的波源称为相干波源。 三、波的干涉现象和规律 传播到p点引起的振动分别为： 在p点的振动为同方向同频率振动的合成。 设有两个相干波源S1和S2 发出的简谐波在空间p点相遇。 合成振动为： 其中： 对空间不同的位置，都有恒定的??，因而合强度在空间形成稳定的分布，即有干涉现象。 其中： 相长干涉的条件： 相消干涉的条件： 当两相干波源为同相波源时，相干条件写为 相长干涉 相消干涉 ? 称为波程差 四、 驻波 当两列振幅相同的相干波沿同一直线相向传播时，合成的波是一种波形不随时间变化的波，称为驻波。 将弦线的一端系于电动音叉的一臂上，弦线的另一端系一砝码，砝码通过定滑轮P对弦线提供一定的张力，调节刀口B的位置，就会在弦线上出现驻波。 1、驻波方程 函数不满足 它不是行波 它表示各点都在作简谐振动，各点振动的频率相同，是原来波的频率。但各点振幅随位置的不同而不同。 驻波的特点：不是振动的传播，而是媒质中各质点都作稳定的振动。 （1）、波腹与波节 驻波振幅分布特点 2、驻波的特点 相邻波腹间的距离为： 相邻波节间的距离为： 相邻波腹与波节间的距离为： 因此可用测量波腹间的距离，来确定波长。 （2）、驻波的位相的分布特点 时间部分提供的相位对于所有的 x是相同的，而空间变化带来的相位是不同的。 在波节两侧点的振动相位相反。同时达到反向最大或同时达到反向最小。速度方向相反。 两个波节之间的点其振动相位相同。同时达到最大或同时达到最小。速度方向相同。 3-8 声波 声波：客观上是声振动在弹性介质中的传播，主观上是这种物理现象可引起人的听觉。 声波：可听声 频率 20Hz~20000Hz 次声 频率20Hz 超声 频率20000Hz 声波是纵波，可在固、液、气态中传播 声的主要特征量 ：频率和声压 一、声压、声强和声强级 1．声压：当声波在介质中传播时，介质的密度作周期性变化，稠密时压强大，稀疏时压强小，在某一时刻，介质中某一点的压强与无声波时的压强之差。 若声波方程为： 则可以证明： 声压的幅值： 2．声阻抗 声阻抗是表征介质声学特性的一个重要物理量 声压的单位即压强的单位N/m2,声阻抗的单位是kg.m-2.s-1。 讨论：（1）声压与介质振动速度具有相同位相， （2）声压超前位移 /2， （3）声压与f成正比； （4）声压一定，声阻抗与介质振动速度幅值成反比， （5）要注意声速与介质振动速度区别。 3. 声强：单位时间通过单位面积（与声速垂直）的平均能量，也叫能流密度。 例：1000hz的痛域强度 I=1W/m2 在听觉区域中，声强差别很大，但人耳主观感觉差别并没有这样大。因此用声强级来表示声音强度的等级。 4．声强级： 例：已知两声强级之差为20dB，求两声强之比。 表3-2 几种声音的声强、声强级 声 源 声 强（w/m2） 声 强 级（dB） 引起听觉伤害的声音 100 140 炮声 1 120 引起痛觉的声音 1 120 钻岩机或铆钉机 10－2 100 闹市车声 10－５ 70 通常的谈话 10－6 60 耳语 10－10 20 树叶沙沙声 10－11 10 二、听觉域