医学物理第五章 波动课件.ppt

数学分析 动画分解 声波指频率范围在20 ~ 20000 Hz、能够引起人的听觉的机械波。 次声波指低于20 Hz 的机械波。 超声波指高于20000 Hz的机械波。 第五节 声波(sound wave) 声压（sonic pressure)： 介质中有声波传播时的压强与无声波时的压强之差，称为 声压。 （指声波引起的附加压强） 声压随时间发生周期性变化。 声幅（声压的最大值）： 声阻抗(acoustic impedance)： 表示介质传播声波能力的物理量。 单位为： 一、声压和声强 声强：声波的强度 强度反射系数：反射波的强度与入射波强度之比。 强度透射系数：透射波的强度与入射波强度之比。 声波传播到两种声阻抗不同的介质界面时，发生反射和透 射现象。两种介质的声阻抗相差大时，反射强；两种介质的声 阻抗接近时，透射强。 声波传播到两种声阻抗不同的介质的分界面时发生反射和折射。 对每个给定频率的声波，能够引起人们听觉的声强范围： 听觉阈 ~ 痛觉阈 二、听觉域 听觉阈（threshold of hearing)：指能够引起听觉的最低 声强。 痛觉阈（threshold of feeling)：指人耳所能忍受的最高 声强。 听觉区域：由听觉阈线、痛觉阈线、20Hz和20000Hz线所 围成的区域。 对频率为1000HZ的声波，正常人的听觉阈为 ， 痛觉阈为 听觉区域 贝尔（B） 声强级：人们规定1000Hz声音的听觉阈 为测定声强的标准。如某声波的声强为 I ， 则比值 的对数，叫做对应于该声波的声强级 L。 分贝（ dB ） 1B=10dB 三、声强级和响度级 响度：指人耳对声音强弱的主观感觉。 响度级：用来区分不同声音的响度大小。用1000Hz声音的 响度作为标准，将其他频率声音的响度与此标准作比较，只要 它们的响度相同，它们就具有相同的响度级。 响度级的单位为方。 声强级相同、频率不同的声音的响度是不一样的。 极轻 轻 正常 响 极响 震耳 响度 0 10 20 50 70 100 120 声强级dB 10-12 10-11 10-10 10-6 10-5 10-2 1 声强W/m2 引起听觉的最弱声音 树叶的沙沙声 耳语 通常的谈话 交通繁忙的街道 钻岩机或铆钉机 引起痛觉的声音 声源 几种声音近似的声强、声强级和响度 多普勒效应 当观察者与波源之间有相对运动时，观察者所测得的频率不同于波源频率的现象，称为多普勒效应。 以机械波为例 在静止媒质中： 设观察者和波源在同一直线上运动 波源的振动频率（恒定） 波在媒质中的传播速率（取决于媒质的性质，与波源运动无关） 观察者相对于媒质的运动速率 波源相对于媒质的运动速率 观察者测得的频率 分别讨论下述四种情况观察者所测得的 静发静收 1. 波源和观察者均相对于媒质静止。 波源的振动频率 观察者测得的频率 两个相邻等相位面之间的距离是一个波长 观察者测得的频率 ，是单位时间内连续通过接收器的等相位面的数目，亦即单位时间内连续通过接收器的完整的波的个数。 观察者测得的频率就是波源的振动频率。 静发动收 2. 波源静止观察者向波源运动。 波源的振动频率 观察者测得的频率 观察者每秒接收到的整波数，即观察者测得的频率为 观察者测得的频率是波源的振动频率的 倍。 如果波源静止观察者背离波源运动，观察者测得的频率为 观察者不动，波源相对介质以速度 运动 观察者静止，波源（相对于媒质）向观察者运动。 3. A 波源向观察者运动 观察者接收的频率 波源远离观察者 动发动收 4. 观察者和波源同时相对于媒质运动。 波源的振动频率 观察者测得的频率 当波源和观察者同时 相背 运动时 这时观察者每秒接收到的整波数，由观察者的运动和波源运动 当波源和观察者同时相向运动时 两种因素同时决定，观察者测得的频率为 波源与观察者同时相对介质运动 若波源与观察者不沿二者连线运动 观察者向波源运动 + ，远离 。 波源向观察者运动 ，远离 + 。 结果归纳 多普勒效应 （背） （向） 波源的振动频率 观察者测得的频率 例9 若波源静止，观察者向着波源运动； 若观察者静止，波源向着观察者运动 波源或观察者的运动速率为 的 0